- •Исходные данные 8
- •При комбинации на входе: 1111 11
- •При комбинации на входе: 0111 12
- •Расчёт структурной схемы:
- •Исходные данные:
- •1.2. Минимизация функций:
- •Общая функциональная схема:
- •Выбор серии микросхем для устройства.
- •Принципиальная схема на основе выбранных элементов
- •Расчёт параметров цифрового устройства:
- •Электрический расчёт цимс.
- •Исходные данные:
- •Расчёт токов и напряжений в схеме:
- •Расчёт потребляемых мощностей:
- •Результаты расчёта:
- •Разработка топологии имс.
- •3.1. Выбор активных элементов.
- •Выбор типа подложки и её нанесение:
- •3.3.1.Выбор метода заданной конфигурации плёночных элементов:
- •3.3.2. Выбор метода нанесения тонких плёнок.
- •3.3.3. Выбор подложки
- •Составление топологического чертежа:
-
Расчёт потребляемых мощностей:
Рассеиваемые мощности на резисторах:
Потребляемый ток при различных комбинациях на входе устройства:
-
Результаты расчёта:
Входные сигналы |
U(A) |
U(B) |
U(C) |
U(D) |
U(E) |
I(R1) |
I(R2) |
I(R3) |
I(R4) |
I(R5) |
Iпотр. |
В |
В |
В |
В |
В |
мА |
мА |
мкА |
мА |
мкА |
мА |
|
0000 |
0,8 |
0,8 |
0,27 |
0,27 |
3,9 |
0,8 |
0,8 |
0 |
0,1 |
0 |
1,7 |
1111 |
2,1 |
2,1 |
0,7 |
0,7 |
0,1 |
0,475 |
0,475 |
66,6 |
3,9 |
66,6 |
4,983 |
0111 |
0,8 |
2,1 |
0,27 |
0,7 |
0,1 |
0,8 |
0,475 |
0 |
3,9 |
66,6 |
5,2416 |
Входные сигналы |
VD1 |
VD2 |
VD3 |
VD4 |
VD5 |
VD6 |
VD7 |
VD8 |
VT1 |
VT2 |
Y |
0000 |
Открыт |
Открыт |
Закрыт |
Закрыт |
Закрыт |
Открыт |
Открыт |
Закрыт |
Отсеч. |
Отсеч. |
Логич 1 |
1111 |
Закрыт |
Закрыт |
Открыт |
Открыт |
Открыт |
Закрыт |
Закрыт |
Открыт |
Насыщ. |
Насыщ. |
Логич 0 |
0111 |
Открыт |
Закрыт |
Закрыт |
Закрыт |
Открыт |
Закрыт |
Закрыт |
Открыт |
Отсеч. |
Насыщ. |
Логич 0 |
Обозначение режимов работы транзисторов и диодов:
-
Отсеч.- (режим отсечки)
-
Насыщ.- (режим насыщения)
-
Открыт- (диод открыт)
-
Закрыт- (диод закрыт)
Вывод:
Результатом выполнения электрического расчёта базового элемента стало определение потенциалов в расчётных точках, определение режимов работы транзисторов и диодов, протекающих токов при различных входных сигналах. Мы составили таблицу истинности, а так же определили функцию, которую выполняет данное устройство. Рассчитали потребляемые мощности устройства и токи потребления схемы при различных входных сигналах.
-
Разработка топологии имс.
3.1. Выбор активных элементов.
При разработке топологии, пользуясь справочниками Гололидова и Горюнова, выбираем активные элементы – диоды и транзисторы, руководствуясь следующими принципами:
-
Диоды и транзисторы должны быть бескорпусными;
-
Должны быть предназначены для работы в импульсном режиме;
-
Структура транзистора n-p-n;
-
Коэффициент передачи тока БТ >50;
-
Для диодов:
, ;
-
Для транзисторов:
, ,
В качестве диодовVD1-VD8 выберем
2D910Б-1:
,
,
Диодная матрица из двух кремниевых планарных диодов с общим анодом; бескорпусная, с гибкими входами, без кристаллодержателя.
В качестве транзисторов VT1 и VT2 –КТ206Б:
,
,
,
Транзисторы кремниевые эпитаксиально-планарные n-p-n маломощные , универсальные; бескорпусные, без кристалодержателя, с защищенные покрытием, с гибкими выводами.
3.2. Выбор материала для пленочных элементов:
В гибридных ИМС широко используют тонкоплёночные резисторы, которые наносят, но подложку в виде узких полосок, заканчивающихся контактными площадками.
Материал, используемый для изготовления резистивных плёнок, должен обеспечивать возможность получения широкого диапазона стабильных во времени сопротивлений, обладать низким температурным коэффициентом сопротивления и высокой коррозионной стойкостью. При напылении он должен образовывать тонкие, чёткие линии с хорошей повторяемостью их от образца к образцу.
Материал для плёночных резисторов возьмём:
Сплав РС3001 с удельным сопротивлением и удельной мощностью рассеивания . Материал для контактных площадок и проводников – золото с подслоем хрома.
Произведём необходимый расчёт:
; , где - длина и ширина резистора, - коэффициент формы.
; .
R1=R2=4000 Ом
;
Максимальная рассеиваемая мощность на резисторе:
<
R3=R5=7500 Ом
;
Максимальная рассеиваемая мощность на резисторе:
<
R4=1000 Ом
;
Максимальная рассеиваемая мощность на резисторе:
<