Расчёт и проектирование гибридных микросхем. Дикарев Ю.И. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

13
.⋅=
0 Ф H
PKP
P
l
(1.16)
и имеют тот же смысл что в (1.8).
За 1
топ
принимают большее, чем 1
расч
значение, кратное шагу координатной
сетки. Полную длину резистора с учетом перекрытия контактных площадок
определяют по формуле (1.12).
Ширину b
расч
определяют из формулы для R
H
b
расч
= R
⋅ 1
топ
/ ( R
H
- 2k
1
R
)
За b
топ
принимают ближайшее к b
расч
число, кратное шагу координатной сетки.
После расчета резистора рисуют его топологию.
Расчет тонкопленочных резисторов сложной формы
Наибольшее применение для высокоомных резисторов с К
ф
> 10 находит
форма меандра. Расчет меандра проводят из условия минимальной
габаритной площади, занимаемой резистором, в такой последовательности .
Сначала по формулам ( 1.8 − 1.10 ) определяют ширину резистивной полоски.
Затем проводят оптимизацию формы и размеров резистора. Для этого
определяют число звеньев меандра N из условия, чтобы площадь, занимаемая
резистором, была минимальной. Очевидно, это будет в случае , когда меандр
впишется в квадрат. Для резистора, показанного на рис. 1.1 г, это условие
будет выполняться при L
x
= L
y
+ 2b. При конструировании резисторов в форме
меандра обычно выбирают а и b равными . Для такого резистора
L
x
= ( 2N – l )⋅b,
L
y
= ( n
0
⋅ b – ( N – l ) ⋅ 3b ) / N,
где n
0
- полное число квадратов (без учета контактных).
Тогда, если L
x
= L
y
+ 2b,
[n
0
⋅ b – ( N – l ) ⋅ 3b] / N + 2b = ( 2N – l )b, (1.17)
Отсюда
3)/2 (N
0
+±= n
Для определения N можно принять n
0
≈ 1 / b = К
Ф
, тогда
72
2. ℵ
Кф доп
= ℵ
R
− ℵ
R
− ℵ
Rт
− ℵ
Rст
= 15 − 5 − 2 − 1 = 7%.
3. К
Ф
= R
Н
/ R
= 15 / 0,5 = 30.
Хотя К
Ф
= 30, для конструирования этого резистора выбираем
прямоугольную полосковую форму. Это обусловлено тем, что R4 можно
расположить по всей ширине платы (см. коммутационную схему ).
4. b
техн
= 200 мкм;
(
)
мкм. 129
30102
10
b
мкм; 6147
7030
3110
1Δ
b
5
P
точн
=
⋅⋅
=
⋅
=
,=
,⋅
⋅
=
ℵ⋅
+⋅
=
−
0 Ф
H
КфдопФ
Ф
РК
P
К
К l
b
топ
= 200 мкм.
5. l = 200 ⋅ (1500 − 2 ⋅ 0,1 ⋅ 500)/500 = 5960 мкм.
l
топ
= 5950 мкм; l
K
= 200 мкм; l
полн
= 6350 мкм.
6. S
R4
= 200 ⋅ 6350 = 1,27 мм
2
.
Рис. 2 8. Чертеж топологии резистора R4
Расчет C3 =620 пФ ± 15 %; U
P
= 10 В .
1. В качестве диэлектрика задан SiO с ε = 5; Е
ПР
= 2⋅10
-6
В /см; α
С
= 2⋅10
-4
1/град .
2.
мкм. 150
102
103
d
6
min
,=
⋅
⋅
=
⋅
=
ПР
P
Е
U η
3. ℵ
Ст
= 2⋅10
-4
⋅ 100 ⋅ 100 % = 2 %; ℵ
Sдоп
= 15 − 5 − 2 − 1 = 7 % > 0.
2.   ℵК ф д оп = ℵR − ℵR − ℵRт− ℵRст= 15 − 5 − 2 − 1 = 7%.                                                                 lP = PH ⋅ KФ P0 .                                 (1.16)
3.   К Ф = RН / R = 15 / 0,5 = 30.
  Х отя К Ф = 30, д л я к онстр уир ов ания э того р е зистор а в ы бир ае м               и имеюттотже смы сл ч то в (1.8).
пр ямоугол ьную пол оск ов ую фор му. Э то обусл ов л ено тем, ч то R4 можно               За 1топ пр инимаютбольш ее, ч ем1р асч знач ение, к р атное шагук оор д инатной
р аспол ожить по в сей шир ине пл аты (см. к оммутационную схему).                         сетк и. П ол ную д л инур е зистор а с уч етомпер ек р ы тия к онтак тны хпл ощад ок
4. bтехн = 200 мк м;                                                                       опр ед ел яютпо фор мул е (1.12).
                 Δ l ⋅ (К Ф + 1) 10 ⋅ 31                                                   Ш ир инуbр асч опр ед ел яютизфор мул ы д л я RH
     b точ н =                  =        = 147,6 мк м;
                 К Ф ⋅ ℵК ф доп 30 ⋅ 0,7                                                                           bр асч = R ⋅ 1топ / ( RH - 2k1 R )
                   PH          10
     bP =                =               = 129 мк м.                                       За bтоп пр инимаютбл ижайшее к bр асч ч исл о, к р атное шагук оор д инатнойсетк и.
                 К Ф ⋅Р0   2 ⋅10 −5 ⋅ 30

     bтоп = 200 мк м.                                                                      П осл е р асч ета р е зистор а р исуютего топол огию.
5. l = 200 ⋅ (1500 − 2 ⋅ 0,1 ⋅ 500)/500 = 5960 мк м.
lтоп = 5950 мк м; lK = 200 мк м; lпол н = 6350 мк м.                                                  Р асчет т онкоп леночны х рези ст оров слож ной форм ы
6. SR4 = 200 ⋅ 6350 = 1,27 мм2.
                                                                                           Н аибол ьшее пр именение д л я в ы сок оомны х р е зистор ов с К ф > 10 наход ит
                                                                                           фор ма ме анд р а. Расч е т ме анд р а пр ов од ят из усл ов ия минимал ьной
                                                                                           габар итной пл ощад и, занимаемой р е зистор ом, в так ой посл ед ов ател ьности.
                                                                                           С нач ал а по фор мул ам( 1.8 − 1.10 ) опр ед ел яютшир инур е зистив нойпол оск и.
                                                                                           Зате м пр ов од ятоптимизацию фор мы и р азмер ов р е зистор а. Д л я э того
                                                                                           о пр еделяют числозвень ев меа ндр а N изусл ов ия, ч тобы пл ощад ь, занимаемая
                                                                                           р е зистор ом, бы л а минима ль ной. Оч ев ид но, э то буд етв сл уч ае, к огд а ме анд р
                        Р и с. 2 8. Ч ерт еж т оп ологи и рези ст ора R4                   в пишется в к в ад р ат. Д л я р е зистор а, пок азанного на р ис. 1.1 г, э то усл ов ие
                                                                                           буд етв ы пол няться пр и Lx = Ly + 2b. Пр и к онстр уир овании р е зистор ов в фор ме
                          РасчетC3 =620 пФ ± 15 %; UP = 10 В .                             ме анд р а обы ч но в ы бир ают а и b р а вны ми. Д л я так ого р е зистор а
                                                                                                                                   Lx = ( 2N – l )⋅b,
1. В к ач е ств е д иэ л ек тр ик а зад ан SiO с ε = 5; Е ПР = 2⋅10-6 В /см; αС = 2⋅10-4                                   Ly = ( n 0 ⋅ b – ( N – l ) ⋅ 3b ) / N,
1/гр ад .                                                                                  гд е n0 - пол ное ч исл о к в ад р атов (бе зуч ета к онтак тны х).
             η ⋅ U P 3 ⋅10                                                                 Тогд а, е сл и Lx = Ly + 2b,
2. d min   =        =        = 0,15 мк м.
              Е ПР    2 ⋅106                                                                                       [n0 ⋅ b – ( N – l ) ⋅ 3b] / N + 2b = ( 2N – l )b,         (1.17)
3. ℵС т= 2⋅10 ⋅ 100 ⋅ 100 % = 2 %; ℵSдоп = 15 − 5 − 2 − 1 = 7 % > 0.
                   -4
                                                                                           Отсюд а N = ± (n0 + 3)/2

                                                                                           Д л я опр ед ел ения N можно пр инять n0 ≈ 1 / b = К Ф , тогд а

                                              72                                                                                       13

Страницы