Расчёт и проектирование гибридных микросхем. Дикарев Ю.И. - 16 стр.

UptoLike

Составители: 

16
1. По формуле (1.7) Определяем значение
. =
+,+,
++
=
кОм/10
101010
100110
R
опт
Из табл . 1.1 выбираем материал резистивной пленки с ближайшим значением
R
. Подходящим по этому параметру является кермет К - 50 С ( R
=
10 кОм / , α
R
= 510
-4
1/°С, P
0
= 20 мВт/мм
2
).
2. Проверяем правильность выбора материала для R1
Rт
= 510
-4
(100 20) 100% = 4%,
Кфдоп
= 5 4 2,5 0,3 < 0.
Это означает, что изготовление R1 с заданной точностью невозможно.
Необходимо выбрать другой материал с меньшим
Rт
. Наименьшее значение
α
R
имеет сплав РС -3001 (R
= 2 кОм/, α
R
= -0,210
-4
1/°С, Р
0
= 50 мВт/мм
2
).
Определяем для него
R т
= 0,210
-4
80 100 % = 0,16 %,
Кфдоп
= 5 0,16 2,5 0,3 = 2,04 %.
Следовательно, сплав PC-3001 подходит для изготовления всех резисторов .
3. Определяем коэффициент формы резисторов : К
Ф 1
= 5; К
Ф 2
= 0,5; К
Ф 3
= 50.
Для R1 и R2 выбираем полосковую форму, для R3 - форму меандра.
4. Если метод изготовления резистора не задан, то из анализа точностных
данных и площади подложки выбирают способ получения
конфигурации резистора. В данном случае получение
R1
= 5 % и l =
b = 5 мкм может обеспечить только фотолитография.
Далее проводим расчет для каждого резистора.
Расчет резистора R1
По формулам ( 1.8 1.10 ) определяем b
1расч
.
69
Материал диэлектрика: SiO ( ε = 5; E
ПР
= 210
6
В /см; α
C
= 210
-4
1 / град ;
Диапазон рабочих температур : ( - 60 ... + 120 °С).
Масштаб чертежа : 20:1 - миллиметровка .
Корпyc - с односторонними выводами с шагом их
расположения 2,5 мм.
2.3.2. Анализ технического задания и составление схемы соединений
(коммутационной платы)
1. Все пассивные элементы (R1 - R4, С1 - СЗ) вполне реализуются в
пленочном варианте и нет необходимости их выполнения в дискретном
виде или выноса за пределы корпуса ГИМС.
2. Навесной транзистор КТ 331А по своим параметрам удовлетворяет
заданным требованиям.
С учетом п .п . 1 и 2 в качестве пленочных элементов выбираем все
резисторы, конденсаторы и проводники, а в качестве навесного
компонента - транзистор КТ 331А .
Составляем коммутационную схему ( рис. 2.4 ).
Рис. 2.4 Коммутационная схема.
2.3.3. Расчет топологии пленочных элементов
Расчет R1 = 1 кОм ± 15 %; 2 мВт
1.
Rт
= α
R
( Т
макс
Т
K
) = 210
-4
100100 % = 2 %.
2.
Кф доп
=
R
R
Rт
Rст
= 15 5 2 1 = 7%.
3. К
Ф
= R
Н
/ R
= 1000 / 500 = 2.
4. b
техн
= 200мкм; b
точн
=
(
)
мкм; 2214
0702
3101
Кфдоп
,=
,⋅
=
ℵ⋅
+
Ф
Ф
К
КbΔ
 1. П о фор мул е (1.7) Опр ед ел яемзнач ение                                            М атер иал д иэ л ек тр ик а: SiO ( ε = 5; EПР = 2⋅106 В /см; αC = 2⋅10-4 1 / гр ад ;
                                     10 + 1 + 100                                         Д иапазон р абоч ихтемпер атур : ( - 60 ... + 120 ° С ).
                       R   опт   =                  = 10 к Ом/ .
                                     0,1 + 0,01 + 1                                       М асштаб ч ер тежа : 20:1 - миллиметр овка .
 Изтабл . 1.1 в ы бир аемматер иал р езистив нойпл енк и с бл ижайшимзнач ением           Кор пyc - с од ностор онними в ы в од ами с шагомих
 R . П од ход ящим по э тому пар аметр у яв л яется к е р ме тК - 50 С ( R =              р аспол ожения 2,5 мм.
 10 к Ом/ , αR = − 5⋅10-4 1/° С , P0 = 20 мВ т/мм2 ).                                       2.3.2. Анали зт ехни ческого зад ани я и сост авлени е схем ы соед и нени й
                                                                                                                      (ком м ут аци онной п лат ы )
 2. П р ов ер яемпр ав ил ьность в ы бор а матер иал а д л я R1                           1. В се пассив ны е э л ементы (R1 - R4, С 1 - С З) в пол не р е ал изуются в
                       ℵRт= 5⋅10 (100 − 20) 100% = 4%,
                                      -4
                                                                                          пл еноч номв ар ианте и нетнеобход имости их в ы пол нения в д иск р етном
                        ℵКфд оп = 5 − 4 − 2,5 − 0,3 < 0.                                  в ид е ил и в ы носа за пр ед ел ы к ор пуса ГИМ С.
                                                                                          2. Н ав е сной тр анзистор КТ331А по св оимпар аметр амуд ов л етв ор яет
Э то означ ае т, ч то изготов л е ние R1 с зад анной точ ностью не в озможно.
                                                                                          зад анны мтр ебов аниям.
Н еобход имо в ы бр ать д р угойматер иал с меньшимℵRт. Н аименьшее знач ение
                                                                                          С уч етомп.п. 1 и 2 в к ач е ств е пл еноч ны х э л ементов в ы бир аемв се
αR имеетспл ав РС -3001 (R = 2 к Ом/ , αR = -0,2⋅10 -4 1/° С , Р0 = 50 мВ т/мм2).
                                                                                          р е зистор ы , к онд енсатор ы и пр ов од ник и, а в к ач е ств е нав е сного
Опр ед ел яемд л я него
                                                                                          к омпонента - тр анзистор КТ331А .
                      ℵRт= 0,2⋅10-4 80 ⋅ 100 % = 0,16 %,                                  С остав л яемк оммутационную схему ( р ис. 2.4 ).
                     ℵКфд оп = 5 − 0,16 − 2,5 − 0,3 = 2,04 %.

С л ед ов ател ьно, спл ав PC-3001 под ход итд л я изготов л ения в сехр е зистор ов .
 3. Опр ед ел яемк оэ ффициентфор мы р езистор ов : К Ф 1 = 5; К Ф 2 = 0,5; К Ф 3 = 50.

 Д л я R1 и R2 в ы бир аемпол оск ов ую фор му, д л я R3 - фор мумеа ндр а .
 4. Е сл и метод изготов л ения р е зистор а не зад ан, то изанал иза точ ностны х
      д анны х и пл ощ ад и под л ожк и в ы бир ают способ пол уч е ния
      к онфигур ации р е зистор а. В д анномсл уч ае пол уч ение ℵR1 = 5 % и ∆l =                                  Р и с. 2.4 Ком м ут аци онная схем а.
      ∆b = 5 мк мможетобе спеч ить тол ьк о ф отолитогр а ф ия.
                                                                                                          2.3.3. Р асчет т оп ологи и п леночны х элем ент ов
 Д ал ее пр ов од имр асч етд л я к ажд ого р е зистор а.

                                                                                                                    Расч етR1 = 1 к Ом± 15 %; 2 мВ т
                                 Р асчет рези ст ора R1
                                                                                          1. ℵRт= αR ⋅ ( Тмак с − ТK ) = 2⋅10-4⋅100⋅100 % = 2 %.

П о фор мул ам( 1.8 − 1.10 ) опр ед ел яемb1р асч .                                       2. ℵК ф д оп = ℵR − ℵR − ℵRт− ℵRст= 15 − 5 − 2 − 1 = 7%.
                                                                                          3. К Ф = RН / R = 1000 / 500 = 2.
                                                                                                                       Δ b ⋅ (К Ф + 1) 10 ⋅ 3
                                                                                          4. bтехн = 200мк м; bточ н =                =        = 214,2 мк м;
                                                                                                                        К Ф ⋅ ℵКфд оп 2 ⋅ 0,07
                                             16                                                                                       69