РАДИОВТУЗ МОСКОВСКОГО АВИАЦТОННОГО ИНСТИТУТА

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА И ОСНОВЫ

МАРКЕТИНГА РЭС

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Расчет полупроводниковых элементов.

Работу выполнил: Работу проверил:

Студент группы Рк-204 преподаватель

Миронов С. А. Рябикина Н.В.

2009

1. Задача расчета

Выбрать конструктивный тип элемента с учетом технологии изготовления

Определить конструктивные и технологические составляющие погрешности заданных номиналов

Произвести расчет значений конструктивных параметров элементов по методике

2. Исходные данные

Номинальное значение сопротивления R1,R2=240 (Ом); R3,R4=330 (Ом)

Допустимое отклонение от номинального значения 10%

Мощность рассеивания P =0,05 (Вт)

Коэффициент нагрузки К_н=0,8

Температура окружающей среды 15÷40 ºС Тном=20 ºС

Продолжительность эксплуатации: до 100 000 часов

Толщина проводящего слоя 2,5 (мкм) ±0,3

Сопротивление поверхностного слоя мρ□=100-300 (Ом/□) ±0,3

ТКЛС 19±0,3

α= 10%

3. Расчет

3.1 Выбираем тип резистора: низкоомные, на основе базового слоя R=0,1…20 (кОм);

На основе базового слоя

Определяем сопротивление резистора без учета приконтактных областей

R’=Rном-2 мρ□Kф.к.,

Кф.к. – для прямоугольных формы- 0.08, мρ□=200 (Ом/□)

R1’=330-2*200*0,08=298 (Ом)

R2’=240-2*200*0,08=208 (Ом)

3.2 Коэффициент формы резистора. Рекомендуется Кф ≥ 1

L= R’/мρ□;

L1=298/200=1,49;

L2=208/200=1,04;

Кф=L/b

Кф1=1,49/1=1,49; Кф2=1,04/1=1,04.

3.3 Определяем допустимую случайную составляющую погрешности сопротивления:

=3%

=3%

=3%

Ез – коэффициент запаса на уход параметров под воздействием дестабилизирующих факторов Ез=1.05…1.2; выберем=1,1

— сумма положительных значений системных отклонений сопротивления под воздействием температуры и старения материалов. %

— сумма отрицательных значений системных отклонений сопротивления под воздействием температуры и старения материалов. %

=100*19*(40-20)=38000

=100*19*(15-20)=9500

=100*19*40=76000

=100*19*20=38000

4.Определяем допустимую погрешность коэффициента формы резистора, %

где,

- допуск на поверхностное сопротивление резистивного слоя

δ(αρ□) - допуск на температурный коэффициент сопротивления

δ(Кстр□) – допуск на коэффициент старения, допускается для полупроводниковых резисторов М(Кстр□), δ(Кстр□) принять равными нулю

5. Определяем минимальные значения ширины резистора bp и bб, обеспечивающие заданные мощности Р и допуск δ(ΔR/R)доп.

Po – допустимая удельная мощность 3мкВт/мкм²;

d_OK – толщина маски

h₀ – толщина резистивного слоя

α=0.8 – в случае диффузии примесей

α=0.1…0.5 – в случае ионной имплантации

K – коэффициент, связывающий боковое подтравливание маски с толщиной K=0.7…1

bрасч – выбирается из двух:

bрасч=max{bp,bб}

6. Определяем значения ширины резистора на фотошаблоне:

b₀=bрасч-2(Kd_OK+αh_O);

если b_OO=bmin

тогда bрасч=bmin+2(Kd_OK+αh_O);

7. Определяем длину резистора

l=Kф×bрасч;

при Kф<1

l₀=max{lp,lб}-2Kd_OK;

если l_O=lmin, то принимаем l=lmin и bрасч=l_O/K_Ф;

b_O=bрасч-2(Kd_OK+αh_O);

если b_O≤bmin, то принимаем b_O=bmin и корректируем l=K_Ф[bmin+2(Kd_OK+αh_O)]

Сложные по форме высокоомные резисторы разбиваются на прямоугольные участки суммарной длиной l_∑ и квадраты на изгибах:

Kn – число изгибов (квадратов)

bрасч – определенно аналитически

Размеры округляются до ближайшего большего, кратного координатной сетке (0,1 мкм или 1 мкм)