I. Анализ электрической схемы

Расчёт мощностей рассеяния P_i

Д ля упрощения расчётов P_i резисторов R₄, R₅, R₈, R₉, R₁₀, R₁₂ и R₁₉ преобра­зу­ем выделенную часть схемы рис.1 (только те ветви, на которых находятся вышеуказанные резисторы) в эквивалентную (рис.2). Рассчитываем токи в контурах эк­ви­валентной схемы рис.2 методом контур­ных токов.

330I₁₁₁-147I₂₂₂-33I₄₄₄=0

-1470I₁₁₁+1517I₂₂₂-47I₃₃₃=0

-47I₂₂₂+67I₃₃₃-10I₄₄₄=0

-3300I₁₁₁-100I₃₃₃+3400I₄₄₄=5

I₁₁₁(R₄+R₁₉+R₈+R₁₂)-I₂₂₂(R₁₉+R₁₂)-I₄₄₄R₄=0

I₂₂₂(R₁₉+R₁₂+R₁₀)-I₁₁₁(R₁₉+R₁₂)-I₃₃₃R₁₀=0

I₃₃₃(R₁₀+R₅+R₉)-I₂₂₂R₁₀-I₄₄₄R₅=0

I₄₄₄(R₄+R₅)-I₁₁₁R₄-I₃₃₃R₅=E

= 111059850000 – 49237209000 – 11055924000 = 50766717000

= 345450 + 16405950 = 16751400 ;

I₁₁₁ = = 0,000329968 A

= 775500 + 16250850 = 17026350 ;

I₂₂₂ = = 0,000335384 A

= 25030500 – 10804500 + 11399850 = 25625850 ;

I₃₃₃ = = 0,00050478 A

= 164059500 – 72390150 = 91669350 ;

I₄₄₄ = = 0,0018057 A

Зная контурные токи, мы можем рассчитать:

I₄ = I₄₄₄ – I₁₁₁ = 0,0018057 - 0,000329968 = 0,001475732 A

I₅ = I₄₄₄ – I₃₃₃ = 0,0018057 - 0,00050478 = 0,00130092 A

I₈ = I₁₁₁ = 0,000329968 A

I₉ = I₃₃₃ = 0,00050478 A

I₁₀ = I₃₃₃ – I₂₂₂ = 0,00050478 - 0,000335384 = 0,000169396 A

I₁₂ = I₁₉ = I₂₂₂ – I₁₁₁ = 0,000335384 - 0,000329968 = 0,000005416 A

Теперь рассчитываем токи на остальных резисторах:

Д
ля расчёта тока на резисторах R₁₁, R13 и R14 представим конденсатор на 9-ом выводе как резистор с самым большим сопротивлением, которое только имеем на схеме УПЧ и схеме его включения (R_{добавочное}=22000+22000=44000 Om см. паспорт МС), т.е.:

Для более точного подсчёта I₁₅ – I₁₈ подробнее рассмотрим транзистор V1:

г




де  - коэффициент передачи тока (_КТ317А  70)

II. Разработка маршрутного технологического процесса изготовления микросхемы.

Наиболее простым способом формирования рисунка микросхемы является напыление элементов через свободные маски. Если при этом зазор между маской и подложкой отсутствует, линейные размеры элементов строго соответствуют размерам щелей в маске (метод контактной маски). Наличие зазора между под­ложкой и маской, устранить который полностью невозможно, приводит к образо­ванию «зоны размытости» рисунка. Причём размер этой зоны, как показывает практика, увеличивается с ростом толщины маски и клинообразности профиля её вырезов. С уменьшением же толщины снижается жёсткость маски и увеличивает­ся её «провисание» над подложкой, что, в свою очередь, также приводит к росту зоны размытости.

Напыление резистивных и проводниковых плёнок выполняется в одной вакуумной камере в непрерывном процессе. Для сублимации применяют резистивный испаритель, покрытый гальваническим слоем сублимируемого вещества либо стержень из спрессованного и спёченного порошка сублими­ру­емо­го вещества, а вещества, плохо взаимодействующие с тугоплавкими мате­риалами испаряют из жидкого состояния. Напыления ведут на подогретые под­ложки, температуру кото­рых регулируют изменением тока нагревателя. При достижении требуемой температуры подложек испаритель подводят на позицию испарения и подают на него напряжение. При нагреве испарителя вакуум в камере ухудшается, так как с поверхности испарителя происходит выделение газов. После окончания газовыделения и восстановления вакуума открывают заслонку и напыляют пленку сублимируемого вещества. При достижении требуемой толщины плёнки заслонку закрывают, на позицию переводят следую­щую подложку и так процесс продолжают для напыления плёнки на все подлож­ки.

Нанесение Нанесение проводников

резистивного слоя и контактных площадок

М аска

П одложка

III. Расчёт геометрических размеров плёночных элементов.

П режде всего, для расчёта геометрических размеров резисторов нужно найти мощность P, рассеиваемую каждым резистором. Рассеиваемая мощность на резисторе находится по формуле:

(1), где i – номер элемента.

Применяя формулу (1) найдём P_i для каждого резистора (см. таблицу 1).

Так как резисторы R₁, R₅, R₇, R₉, R₁₀, R₁₄, R₁₅, R₁₈ меньше 1000 Ом, то размещать их будем на другом слое.

Теперь, для того, чтобы выбрать материал, из которого будут изготав­ли­вать­ся резистивные плёнки, проводники и контактные площадки нужно найти удельное поверхностное сопротивление резистивной плёнки для каждого слоя по формуле (значения R_опт см. таблицу 1):

Зная R_опт для каждого слоя, можем выбрать материал резистивной плёнки, контактных площадок и проводников, а также температурный коэффициент сопротивления  и допустимую удельную мощность рассеяния P₀ соответствую­щий выбранному материалу:

I слой: резистивная плёнка – нихром, проволока Х20Н80 (ГОСТ 12766-67)

Контактные площадки

и проводники - медь

 = 110^-4

P₀ = 2 Вт/см²

II слой: резистивная плёнка – кермет К-50С (ЕТО.021.013 ТУ)

Контактные площадки

и проводники - золото с подслоем хрома (нихрома)

 = -410^-4

P₀ = 2 Вт/см²

Зная величину каждого резистора и R_о слоя, в котором он находятся, можно найти коэффициент формы для каждого резистора данного слоя:

где К_ф – коэффициент формы плёночного элемента (значения К_ф см. в таб­ли­це 1).

Т



еперь рассчитаем погрешность коэффициента формы:

Таблица 1.

Номер R	I	Pi	Резистор	Ri	1/Ri	Rопт	Kф
1	0,0034543	0,008113888	R1	680	0,0014706	245,636	2,76832341
2	0,002651	0,007027801	R2	1000	0,001	4918,03	0,20333344
3	0,0008033	0,00212946	R3	3300	0,000303	4918,03	0,67100036
4	0,00147573	0,00718669	R4	3300	0,000303	4918,03	0,67100036
5	0,00130092	0,000169239	R5	100	0,01	245,636	0,40710638
6	0,00047755	0,002280587	R6	10000	0,0001	4918,03	2,03333441
7	0,00047755	0,000107188	R7	470	0,0021277	245,636	1,9134
8	0,00032997	0,001633183	R8	15000	6,667E-05	4918,03	0,20333344
9	0,00050478	2,54803E-05	R9	100	0,01	245,636	1,9134
10	0,0001694	1,34867E-05	R10	470	0,0021277	245,636	1,9134
11	3,4178E-06	1,16814E-08	R11	1000	0,001	4918,03	0,20333344
12	5,416E-06	1,37865E-07	R12	4700	0,0002128	4918,03	0,95566717
13	0,00032308	0,00156571	R13	15000	6,667E-05	4918,03	3,05000161
14	0,00032723	5,03286E-05	R14	470	0,0021277	245,636	1,9134
15	0,00100583	5,15964E-05	R15	51	0,0196078	245,636	0,20762426
16	0,00100583	0,004754962	R16	4700	0,0002128	4918,03	0,95566717
17	1,4167E-05	3,01056E-06	R17	15000	6,667E-05	4918,03	3,05000161
18	1,4167E-05	1,24436E-07	R18	620	0,0016129	245,636	2,52405958
19	5,416E-06	2,93331E-07	R19	10000	0,0001	4918,03	2,03333441

1).Для резисторов с 1  K _Ф  10