Расчет полупроводниковых элементов (практическая работа 3)
Описание файла
Файл "Расчет полупроводниковых элементов" внутри архива находится в папке "практическая работа 3". Документ из архива "практическая работа 3", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "элементная база" из 3 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "элементная база" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Расчет полупроводниковых элементов"
Текст из документа "Расчет полупроводниковых элементов"
Расчет полупроводниковых элементов
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
-
Допустимое отклонение от номинального значения
-
Мощность рассеивания
-
Коэффициент нагрузки Кн=0,8
-
Температура окружающей среды 15÷40 ºС
-
Продолжительность эксплуатации: до 100 000 часов
3. Расчет
3.1 Выбираем тип резистора. (см рекомендации по выбору)
Определяем сопротивление резистора без учета приконтактных областей
R’=Rном-2M(ρ□)Kф.к.,
где,
M(ρ□) – математическое ожидание удельного поверхностного сопротивления слоя; Ом/ □
Кф.к. – коэффициент формы приконтактной области (для прямоугольных формы- 0.08,
гантелеобразной формы- 0.65)
3.2
Кф=L/b
где,
Кф – коэффициент формы резистора;
Рекомендуется выбрать величину M(ρ□), что бы получить Кф ≥ 1
3.3 Определяем допустимую случайную составляющую погрешности сопротивления:
где,
Ез – коэффициент запаса на уход параметров под воздействием дестабилизирующих факторов Ез=1.05…1.2;
— сумма положительных значений системных отклонений сопротивления под воздействием температуры и старения материалов. %
— сумма отрицательных значений системных отклонений сопротивления под воздействием температуры и старения материалов. %
M(αρ□) | Математическое ожидание температурного коэффициента поверхностного сопротивления и коэффициента старения сопротивления |
M(Kстр□) |
Тмах – максимальная рабочая температура
Тmin – минимальная рабочая температура
Тном – номинальная рабочая температура (обычно 20 ºС)
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. При Кф≥1 определяем минимальные значения ширины резистора bp и bб, обеспечивающие заданные мощности Р и допуск δ(ΔR/R)доп.
где,
Po – допустимая удельная мощность (1-4,5мкВт/мкм2);
где,
dOK – 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
δ(ΔOK) | Случайные составляющие погрешностей толщины маскирующего слоя и глубины резистивного слоя |
δ(ΔhO) |
bрасч – выбирается из двух:
bрасч=max{bp,bб}
6. Определяем значения ширины резистора на фотошаблоне:
b0=bрасч-2(KdOK+αhO);
если bO
тогда bрасч=bmin+2(KdOK+αhO);
7. Определяем длину резистора
l=Kф×bрасч;
l0=max{lp,lб}-2KdOK;
если lO=lmin, то принимаем l=lmin и bрасч=lO/KФ;
bO=bрасч-2(KdOK+αhO);
если bO≤bmin, то принимаем bO=bmin и корректируем l=KФ[bmin+2(KdOK+αhO)]
Сложные по форме высокоомные резисторы разбиваются на прямоугольные участки суммарной длиной l∑ и квадраты на изгибах:
где,
Kn – число изгибов (квадратов)
bрасч – определенно аналитически
Размеры округляются до ближайшего большего, кратного координатной сетке (0,1 мкм или 1 мкм)
Рекомендуемые конструкции для полупроводниковых резисторов:
Пределы номиналов сопротивления | Конструктивное исполнение | Характерные особенности |
1 | 2 | 3 |
Низкоомные R=2…150 Ом | На основе эмитерной области | |
Низкоомные R=0.1…20 кОм | На основе базового слоя |
1 | 2 | 3 |
Высокоомные R=5…500 кОм | На основе сжатого (активного) слоя | Невысокая точность |
Резисторы повышенной точности R=0.1…500 кОм | В виде тонких слоев | Получены путем имплантации примесей |
Для низкоомных рекомендуется прямоугольная форма
Для высокоомных – гантелеобразная форма
1>