Пояснительная записка (Готовый курсовой проект, вариант 5.3.1), страница 4

 – относительная погрешность изготовления резистора.

Определим длину нерегулируемой части:

Полученное значение округлим до ближайшего шага координатной сетки в меньшую сторону:

Определим окончательное значение сопротивления нерегулируемой части резистора:

Выполним проверку :

Условие проверки выполнено.

Определим изменение сопротивления, вносимое всеми подстроечными секциями:

Определим расчетное значение шага подстройки:

Определим длину подстроечной секции:

Т.к. полученное значение l_{с.д.расч} технологически не реализуемо, то придадим длине секции технологически реальное значение:

Определим окончательное значение ширины подстроечной секции:

Определим сопротивление подстроечной секции:

Выполним проверку :

Условие выполнено.

Определим количество подстроечных секций:

Округлим полученное значение до ближайшего целого числа в большую сторону:

Определим суммарную длину резистора со всеми подключенными секциями:

где:

b_техн – минимальная технологически реализуемая ширина проводника (100мкм).

Определим полную длину резистора:

где:

e – минимальная величина перекрытия (100мкм).

Определим суммарную площадь, занимаемую подстроечным резистором:

1. Расчет конструкций пленочных конденсаторов

Расчет проводим для конденсатора С2.

1. Выбор материала диэлектрика

По рабочему напряжению выберем материал диэлектрика по таблице [Л.3 стр.12] – «Стекло электровакуумное С41-1 » с характеристиками:

1. материал обкладки – алюминий А99;

2. удельное поверхностное сопротивление обкладок, Ом/ – 0,2;

3. удельная емкость C₀, пФ/мм² – 300;

4. рабочее напряжение U_р, В – 6,3÷10;

5. диэлектрическая проницаемость  (на f=1кГц) – 5,2;

6. тангенс угла диэлектрических потерь tg10³ (на f=1кГц) – 2÷3;

7. электрическая прочность E_пр, МВ/см – 3÷4;

8. рабочая частота, МГц – не более 300;

9. ТКЕ10⁴, град^-1 (при Т= –60125 С) – 1,51,8.

1. Определение минимальной толщины диэлектрика

Минимальная толщина диэлектрика вычисляется по формуле:

где:

К_з – коэффициент запаса электрической прочности, составляющий для пленочных конденсаторов 2-3;

Е_пр – электрическая прочность материала диэлектрика.

1. Определение максимально допустимой относительной погрешности активной площади конденсатора

Максимально допустимую относительную погрешность активной площади конденсатора находят из условия:

тогда:

где:

γ_С – относительная погрешность конденсатора, обусловленная технологическими и конструктивными факторами (задана);

γ_С0 – относительная погрешность удельной емкости, зависимая от воспроизводимости свойств и толщины диэлектрической пленки (задана);

γ_Сt – относительная температурная погрешность;

γ_Сст – относительная погрешность старения пленок конденсатора (задана).

Относительная температурная погрешность определяется:

где:

_С – ТКЕ материала диэлектрика.

1. Определение удельной емкости конденсатора

Значение удельной емкости выберем как наименьшее из трех величин:

где:

C_0v – максимальное значение удельной емкости конденсатора:

C_0точ – значение удельной емкости конденсатора из условия обеспечения требуемой точности (в случае К_ф = 1):

C_0s – значение удельной емкости конденсатора из условия обеспечения минимальной площади, занимаемой конденсатором (где минимально допустимый размер обкладок конденсатора S равен 0,01см²):

В результате получим:

1. Определение активной площади пленочного конденсатора

Активную площадь пленочного конденсатора (площадь верхней обкладки) находим по формуле:

где:

при при

отсюда:

Используя полученные значения, рассчитаем площадь верхней обкладки:

1. Определение размеров верхней обкладки конденсатора

Размеры верхней обкладки конденсатора вычисляются:

Т.к. К_ф = 1, то:

1. Вычисление размеров нижних обкладок конденсатора

Размеры верхней обкладки конденсатора вычисляются:

где:

g – величина перекрытия нижней и верхней обкладок конденсатора, определяемая технологическими ограничениями (g = 200мкм).

Т.к. L = B, а С/С₀ ≤ 0,05см² (используется конструкция в виде двух пересекающихся полосок одинаковой ширины, разделенных диэлектриком), то:

1. Вычисление размеров диэлектрика конденсатора

Размеры диэлектрика конденсатора вычисляются:

где:

f – величина перекрытия нижней обкладки и диэлектрика, определяемая технологическими ограничениями (f = 100мкм).

Т.к. L_н = B_н, то:

1. Определение площади, занимаемой пленочным конденсатором на подложке

Площадь, занимаемая пленочным конденсатором на подложке определяется:

1. Проведение поверочного расчета

Используя полученные данные рассчитаем относительную погрешность конденсатора, напряженность электрического поля в диэлектрике и сравним полученные значения с заданными.

Т.к. значения γ^`_C и E_раб меньше исходных, то расчет конструкции конденсатора проведен правильно.

1. Расчет конструкций толстопленочных резисторов

1. Разбиение на группы

Рассчитаем разброс резисторов по номиналу:

Резисторы имеют большой разброс по номиналу, отличающийся более чем в 5÷6 раз. Поэтому необходимо произвести их разбиение на группы.

Определим границу между I и II группами:

К первой группе отнесем те элементы, номинал которых меньше или равен найденной границы:

I группа: R3 (360); R4 (100); R9 (300); R13 (68); R14 (200); R15 (75)

Рассчитаем разброс оставшихся резисторов по номиналу:

Резисторы имеют большой разброс по номиналу, отличающийся более чем в 5÷6 раз. Поэтому необходимо произвести их дальнейшее разбиение на группы.

Определим границу между II и III группами:

Ко второй группе отнесем те элементы, номинал которых меньше или равен найденной границы:

II группа: R2 (4 700); R6 (5 000); R7 (3 000); R10 (2 000); R11 (1 000); R12 (3 000)

Рассчитаем разброс оставшихся резисторов по номиналу:

Учитывая, что разброс оставшихся резисторов по номиналу, отличается не более чем в 5÷6 раз, дальнейшее разбиение на группы проводить не надо. Поэтому оставшиеся резисторы отнесем к третьей группе:

III группа: R1 (12 000); R5 (8 200); R8 (16 000)

1. Определение оптимального удельного сопротивления материала

Рассчитаем оптимальное значение удельного сопротивления резистивной пасты для первой группы:

По рассчитанному значению из таблицы [Л.3 стр.16] выберем материал с сопротивлением резистивной пасты близким к вычисленному – «ПР–100 » с характеристиками:

• удельное поверхностное сопротивление, Ом/ – 100;

• коэффициент шума К_Ш (при 0,6 ÷ 1,6 кГц; P₀ = 0,5 Вт/см²), мкВ/В не более – 0,5;

• ТКС10⁴ (при Т = –60 ÷ +125⁰С), град^-1 – 8;

• удельная рассеиваемая мощность, Вт/см² не более – 3;

• предельное рабочее напряжение, В – 40.

Рассчитаем оптимальное значение удельного сопротивления резистивной пасты для второй группы:

По рассчитанному значению из таблицы [Л.3 стр.16] выберем материал с сопротивлением резистивной пасты близким к вычисленному – «ПР–3К » с характеристиками:

• удельное поверхностное сопротивление, Ом/ – 3·10³;

• коэффициент шума К_Ш (при 0,6 ÷ 1,6 кГц; P₀ = 0,5 Вт/см²), мкВ/В не более – 5;

• ТКС10⁴ (при Т = –60 ÷ +125⁰С), град^-1 – 8;

• удельная рассеиваемая мощность, Вт/см² не более – 3;

• предельное рабочее напряжение, В – 40.

Рассчитаем оптимальное значение удельного сопротивления резистивной пасты для третьей группы:

По рассчитанному значению из таблицы [Л.3 стр.16] выберем материал с сопротивлением резистивной пасты близким к вычисленному – «ПР–6К » с характеристиками:

• удельное поверхностное сопротивление, Ом/ – 6·10³;

• коэффициент шума К_Ш (при 0,6 ÷ 1,6 кГц; P₀ = 0,5 Вт/см²), мкВ/В не более – 5;

• ТКС10⁴ (при Т = –60 ÷ +125⁰С), град^-1 – 8;

• удельная рассеиваемая мощность, Вт/см² не более – 3;

• предельное рабочее напряжение, В – 40.

1. Вычисление коэффициента формы резисторов

Для выбранного материала определим коэффициент формы резистора:

для R1:	для R2:
для R3:	для R4:
для R5:	для R6:
для R7:	для R8:
для R9:	для R10:
для R11:	для R12:
для R13:	для R14:
для R15:

1. Расчет геометрических размеров резисторов

   1. Расчет геометрических размеров резисторов с коэффициентом формы К_ф  1

Расчет начнем с определения ширины, значение которой должно быть не меньше наибольшего значения одной из двух величин:

где: