ИУРЭ_КП_621_ПЗ_20080618 (Готовый курсовой проект, вариант 6.2.1)

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1. Анализ задания

Исходными данными для выполнения курсового проекта по проектированию гибридных интегральных микросхем (ГИМС) являются:

— принципиальная электрическая схема (рис.1);

— перечень входящих в нее электрорадиоэлементов и их номиналов (табл.1);

— электрические характеристики изделия, условия эксплуатации и программа выпуска (задание).

Р
ис. 1. Электрическая схема принципиальная (к варианту 6).

Микросхема усилителя может быть изготовлена по тонкопленочной технологии с применением навесных элементов.

Для формирования проводников, резисторов и контактных площадок используется метод фотолитографии, а для формирования конденсаторов – масочный. На поверхности подложки сформируем пленочные резисторы, конденсаторы, а также контактные площадки и межэлементные соединения.

Пленочная технология не предусматривает изготовление транзисторов, поэтому они выполняются в виде навесных элементов, приклеенных на подложку микросхемы. Выводы транзисторов привариваются к соответствующим контактным площадкам.

Элементы повышенной точности будут выполнены: резистор R4 – по пленочной технологии, как подстраиваемый; конденсатор C1 – в виде навесного элемента.

Таблица 1.

Резисторы ГИМС состоят из пленочных полосок различной конфигурации и контактных площадок, напыляемых на подложку. Расчет пленочных резисторов состоит в определении ширины (b) и длины (l) резистивной полоски. Исходными данными для расчета резистивных элементов являются:

– номинальное значение сопротивления R_i, Ом;

– допуск на номинал ± γ_R, %;

– значение расчетной величины мощности рассеяния P_i, мВт;

– сопротивление квадрата резистивной пленки R₀, Ом/кв;

– минимальный размеры ширины (длины) пленочного резистора,
определяемые технологическими возможностями изготовления (b_min=l_min=100мкм);

– погрешности линейных размеров (b=l=10мкм);

– рабочий диапазон температур T, ºC;

– максимально допустимая удельная мощность рассеяния резистивной пленки (зависит от выбранного материала) P₀, Вт/см²;

При этом величины R_i и γ_R задаются в перечне элементов принципиальной электрической схемы, P_i рассчитываются, а величины R₀, b_min , l_min , b , l и P₀ определяются возможностями технологического процесса производства ГИМС.

1. Поверочный расчет резисторов

Необходимо провести оценочный расчет мощности рассеяния для каждого резистора. Для этого составляются вероятные расчетные (эквивалентные) схемы (рис.2).

Сначала вычисляется ток I_i, протекающий через резистор. Далее полученное значение сравнивается с предельно допустимым для заданного транзистора (КТ 307 А-Г) током (I_{к max} =20мА).

Принимается значение:

.

В общем случае мощность каждого резистора вычисляется с использованием формулы:

или ,

_{где U0 = 9В — напряжение питания (задано).}

Полученные значения заносятся в табл.2.

Р
ис. 2. Эквивалентные схемы.

Таблица 2.

1. Поверочный расчет конденсаторов

Пленочные конденсаторы ГИМС представляют собой трехслойную структуру, состоящую из двух проводящих и одной диэлектрической пленок. Конструирование пленочных конденсаторов состоит в расчете площади перекрытия обкладок, выбора их формы и расположения выводов конденсатора. Исходными данными для расчета пленочных конденсаторов являются:

1. номинальное значение емкости C_i, пФ;

2. допуск на номинал _Сi, %;

3. максимальное рабочее напряжение U_р, В (определяется);

4. тангенс угла диэлектрических потерь tg (зависит от материала диэлектрика);

5. рабочий диапазон температур T_max, T_min, С.

Т .к. конденсатор С1 должен быть выполнен с точностью _С1= 2%, он выполняется как навесной компонент.