2.1.4 Расчет геометрии тонкопленочного резистора с секциями подгонки

1. Выбирается резистивный материал (табл. 1). При этом однозначно определяется удельное сопротивление ρ_S резистивной пленки. Если в задании специально не оговаривается технологический допуск на ρ_S , то рекомендуется выбирать в пределах 3-5%.

2. Рассчитывается коэффициент формы резистора (1.4).

3. По формуле (2.2) определяется ширина резистивной полоски , обеспечивающая реальную мощность, рассеиваемую резистором.

4. В соответствии с уравнением

(2.18)

из трех значений ширины резистивной подоски выбирается максимальное и определяется длина ℓ_P = n b_P полоски.

5. Рассчитывается погрешность сопротивления

(2.19)

6. Определяется необходимость подгонки. Если γ_R > γ_Rдоп , то подгонка резистора необходима. В этом случае выбирают конструкцию резистора в соответствии с рис. 1, д. Такой резистор состоит из основной части и элементов подгонки.

7. Находится сопротивление основной части резистора. Расчет проводится из условия, чтобы при минимальном положительном отклонении сопротивления оно не превышало предельно допустимое значение

(2.20)

8. Определяется коэффициент формы основной части резистора

(2.21)

9. При определении размеров основной части ТР длина основной части принимается равной расчетной длине резистора (ℓ_осн=ℓ_P), а ширина увеличивается до величины, равной

(2.22)

При таком соотношении обеспечиваются ограничения на минимальные размеры резистора, определяемые рассеиваемой мощностью и технологической реализуемостью.

10. Рассчитывается погрешность сопротивления основной части резистора:

(2.23)

11. Находится максимальное сопротивление одной подстроечной секции (шаг подстройки), обеспечивавшее требуемую точность подстройки:

(2.24)

12. Проводится предварительная оценка коэффициента формы и размеров подстроечных секций:

, (2.25)

b_подстр = b_осн, (2.26)

ℓ_подстр = b_оснn_подстр (2.27)

Если ℓ_подстр < , то размеры секции надо увеличить так, чтобы

ℓ_подстр = , (2.28)

(2.29)

13. Рассчитывается погрешность сопротивления подстроечной секции:

(2.30)

14. Расчетное значение сопротивления одной секция участка подгонки корректируется так, чтобы при положительном отклонении сопротивление секции не превышало R_подстр. Поэтому

(2.31)

15. Далее определяется коэффициент формы секции:

(2.32)

и размеры секции подгонки

b_секц=b_подстр, (2.33)

(2.34)

16. Суммарное сопротивление всех подстроечных секций (диапазон подстройки) должно быть таким, чтобы при отрицательном отклонении сопротивления основной части резистора суммарное сопротивление основной части и всех секций было не меньше минимально допустимого сопротивления резистора (по техническим условиям):

(2.35)

где ∆R определяется соотношением

(2.36)

17. Количество подстроечных секций m_секц. выбирается с учетом перекрытия диапазона подстройки ∆R даже при отрицательном отклонении сопротивления секций, т.е. при

, (2.37)

(2.38)

Рассчитанное по формуле (2.38) m_секц округляется до целого числа.

Таблица 2

Варианты заданий для расчета топологии тонкопленочных резисторов

№ п/п	Номиналы резисторов, к0м			Допуск, γRдоп, %			Р, Вт	Γρ□, %	∆b(∆t), см
	1	2	3	1	2	3
1	0,10	20	1,0	10	20	5	0,010	2	0,002 (0,002)
2	0,20	22	2,0	10	20	4	0,020	2	0,002 (0,002)
3	0,30	24	3,0	10	20	3	0,014	2	0,003 (0,003)
4	0,40	26	4,0	10	20	2	0,012	2	0,003 (0,003)
5	0,50	28	5,0	10	20	1	0,016	2	0,003 (0,003)
6	0,60	29	1,2	10	20	5	0,022	2	0,004 (0,004)
7	0,70	30	1,4	10	20	4	0,024	3	0,004 (0,004)
8	0,80	32	1,6	10	20	3	0,026	3	0,002 (0,003)
9	0,75	34	1,8	10	20	3	0,028	3	0,002 (0,003)
10	0,85	35	2,0	10	20	1	0,030	4	0,003 (0,003)
11	0,90	37	2,4	10	20	5	0,032	4	0,003 (0,003)
12	1,00	38	2,6	10	20	4	0,034	4	0,002 (0,004)
13	1,20	40	2,8	10	20	3	0,038	3	0,002 (0,004)
14	1,40	42	3,2	10	20	2	0,038	3	0.002 (0,002)
15	1,30	43	3,4	10	20	1	0,040	2	0,002 (0,002)
16	1,50	44	3,6	10	20	5	0,042	2	0,003 (0,003)
17	1,60	45	3,8	10	20	4	0,043	2	0,003 (0,003)
18	1,80	19	4,2	10	20	3	0,044	4	0,004 (0,004)
19	2,00	18	4,4	10	20	2	0,045	4	0,002 (0,002)
20	2,20	21	4,8	10	20	1	0,046	3	0,004 (0,004)
21	2,30	27	4,8	10	20	5	0,047	3	0,004 (0,004)
22	2,30	21	4,7	10	20	4	0,037	2	0,004 (0,004)
23	2,70	31	3,1	10	20	3	0,033	3	0,003 (0,003)
24	0,12	21	1,4	10	20	2	0,011	2	0,002 (0,002)

Примечание. В графах «Номиналы резисторов» и «Допуск» приведены значения: 1 - для прямоугольного резистора; 2 - для меандра; 3 - для резистора повышенной точности.