- •1. Описание работы схемы.
- •2. Технические условия на проектирование
- •3. Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов.
- •3.1 Расчет резистора r1:
- •4. Расчет тонкопленочных конденсаторов.
- •4.1 Росчет конденсаторов.
- •4.3. Расчет добротности конденсаторов
- •5. Расчет сопротивлений контактных переходов
- •6.Расчет паразитных связей
- •7. Выбор и обоснование навесных элементов гис
- •8. Разработка топологии
- •9. Выбор корпуса микросхемы
- •10. Тепловой расчет микросхемы
- •10.1. Расчет температуры эксплуатации разрабатываемой имс.
- •11. Технология изготовления
- •12. Выбор способа проверки герметизации
- •Заключение
- •Список используемой литературы
4.1 Росчет конденсаторов.
Определим удельную емкость конденсатора с учетом точности его изготовление по формуле для обкладок квадратной формы
С0 точн = С (Sдоп / 2 L) 2 ; (4.1.1)
где L = 0,01 - погрешность длины для фотолитографического метода;
Соточн = С·(sдоп /(2·L))2 = 470·(0.014 / (2·0.01))2 = 174,63 пФ / мм2
Выбираем минимальное значение удельной емкости конденсатора, учитывая электрическую прочность и точность изготовления:
Со = min(СOV, Соточн) = 174.63 пФ / мм2
Определим коэффициент K, учитывающий краевой эффект:
К= 1 при С/С0 ≥5 мм2
К= 1,3-0,06 С/ С0 при 1 ≤ С/ С0 <5 мм2
Так как С/С0 > 5 мм 2, то К=1.
Определим площадь верхней обкладки по формуле
S = C/C0K (4.1.2)
S = (470 / 174,63) * 1 = 2,7 мм2
Если площадь верхней обкладки меньше 1мм 2, необходимо взять другой диэлектрик с меньшим значением Е, или увеличить толщину диэлектрика в возможных пределах, или конструировать конденсатор специальной формы.
Если площадь верхней обкладки больше 200мм 2, требуется взять другой диэлектрик с большим значением Е, либо уменьшить толщину диэлектрика в возможных пределах, либо использовать в ГИС навесной конденсатор [3].
Таким образом имеем условие 1 мм 2 < S < 200 мм2 . Полученная площадь верхней обкладки заданному условию удовлетворяет значит выбранный материал подходит.
Определим размеры верхней обкладки квадратной формы по формуле:
(4.1.3)
Определим размеры нижней обкладки квадратной формы по формуле:
(4.1.4)
где q - размер перекрытия нижней и верхней обкладок конденсатора при заданной технологии изготовления.
По таблице 3.15 [3] находим q = 0,2
LН = ВН = 1,64 + 2 * 0,2 = 2,04 мм
Определим размеры диэлектрика по формуле:
LД = ВД = LН +2f (4.1.4)
где f=0,1 - размер перекрытия нижней обкладки и диэлектрика по таблице 3.15 [1] находим f = 0,1
LД = ВД = 1,64 + 2 * 0,1 = 1,84 мм
Определим площадь, занимаемую конденсатором по формуле:
SД = LД ВД (4.1.5)
SД = 1,84 * 1,84 = 3,38 мм 2
Проведем проверку расчета.
Должны выполнятся следующие условия:
рабочий тангенс угла диэлектрических потерь не превышает заданного:
tgРАБ < tg (4.1.6)
рабочая напряженность электрического поля ЕРАБ не превышает ЕПР материала диэлектрика:
ЕРАБ < ЕПР (4.1.7)
погрешность активной площади конденсатора не превышает допустимую:
S РАБ < S ДОП (4.1.8)
Если пренебречь сопротивлением выводов обкладок, то рабочий тангенс угла можно определить по формуле:
tgРАБ = tgДИЭЛ + tgОБ (4.1.9)
где tgДИЭЛ = 0,02 - тангенс угла потерь в диэлектрике по таблице 3.5 [3].
Тангенс угла потерь в обкладках можно определить по формуле:
tgОБ = (2wRОБС)/3 (4.1.10)
RОБ можно определить по формуле:
RОБ = S ОБКФ (4.1.11)
где S ОБ = 0,2 Ом - удельное поверхностное сопротивление материала обкладок по таблице 3.5 [3].
RОБ = 0,2 * 1 = 0,2 Ом
tgОБ = (2 * 10010 3 * 0,2 * 10010 -12)/3 = 0,0000013
tgРАБ = 0,02+,0000013 = 0,0200013 < 0,03
Условие (4.1.6) выполняется.
Рабочую напряженность электрического поля можно определить по формуле:
ЕРАБ = UРАБ / d (4.1.12)
где d = dmin =0,910 -5 см
ЕРАБ = 6 / 0,910 -5 = 6,667 10 5 < 210 6 В/см
Условие (4.1.7) выполняется.
S РАБ < S ДОП
S РАБ можно определить по формуле:
(4.1.13)
S РАБ = 1,21% < 1,4%
Условие (4.1.8) выполняется.
Вывод: все три условия выполняются, следовательно, конденсаторы спроектированы удовлетворительно.