3.1 Расчет резистора r1:

Для R₁ возьмем прямоугольный тип резистора. Сначала определим ширину, а затем длину резистора. Расчетное значение ширины резистора должно быть не менее наибольшего значения одной из трех величин:

b_расч. >= max(b_техн, b_точн, b_р) (4.4)

где b_техн - min ширина резистора, определяемая возможности технологического процесса; b_точн - ширина резистора, определяемая точностью изготовления:

b_точн. >= (b+(^l/_Кф))/ _Кф (4.5)

(b, l - погрешности изготовления ширины изготовления ширины и длины резистора, зависящие от метода изготовления); b_р - min ширина резистора, при которой обеспечивается заданная мощность:

b_р = (4.6)

Метод выберем масочный. Масочный метод применяется в мелкосерийном и серийном производстве. Точность изготовления элементов R и C 10 %

b_техн = 0.1

b_точн = (0.01 + ^0.01/_,1)/_0.029 =0,69;

b_р = 0,28

Выберем b = 0.73

Находим расчетную длину резистора:

l_расч. = b·К_ф (4.7)

l_расч. = 0.73 · 100 = 73

Определяем полную длину резистора с учетом перекрытия контактных площадок:

l_полн = l + 2·e (4.8.)

где е - размер перекрытия резистора и контактных площадок

l_полн = 0,73 + 2 · 0.1 = 0.93

Погрешность коэффициента формы равна:

_кф. = 0.01/0.93+ 0.01/0.73 = 0.031%

Площадь, занимаемая резистором на подложке, S = l_полн · b

S = 0.93 · 0.73= 0.86

Для проверки находим действительную удельную мощность и погрешность резистора. Очевидно, резистор спроектирован удовлетворительно, если:

1) удельная мощность рассеивания P_o не превышает допустимого значения P_o:

P_o = ^P/_S =< P_o (4.9)

2) погрешность _кф не превышает _кфдоп. :

_кф = ^l/l_полн + ^b/_{b =<} _кфдоп (4.10)

3) Суммарная погрешность _R не превышает допуска _R:

_R = _s + _кф + _Rt + _Rk + _Rст =< _R (4.11)

Проверка R1:

1) P_o = 0.1125/0.61 = 0,18 < 20 мВт/мм²

2) _кф = 0.01/0.89 + 0.01/0.69 = 0.026% < 0.2%

3) _R= 5 + 2.1 = 7,1 % < 10 %.

Полные результаты расчётов резисторов представлены в Таблице 4.2

Таблица 4.2.

№	R, Ом	Кф	В max	L полн.	S
R1	10000	100	0,73	0,93	0,86
R2	15100	151	0,88	0,108	0,94
R3	15100	151	0,88	0,108	0,94
R4	5100	51	0,65	0,85	0,74
R5	5100	51	0,65	0,85	0,74

4. Расчет тонкопленочных конденсаторов.

Исходные данные для расчета: С1=470 пФ, С2=С3=150 пФ, С4=51 мкФ, С5=43 мкФ

Конструкция проектируемых в данной работе конденсаторов показана на рис. 6.1

Рис.61

По рабочему напряжению и требуемой емкости в соответствии с таблицей выбираем материал диэлектрика: моноокись кремния. Его свойства: удельная емкость Со = 10000 пФ/см², рабочее напряжение U_раб = 10-15 В, tg = 0.01-0.02, электрическая прочность Е_пр = (2-3)·10⁶ В/см, температурный коэффициент емкости 2·10^-4 1/С.

Определим минимальную толщину диэлектрика из условия электрической прочности:

d_min  K_з·U_раб /E_пр, (6.1)

где К_з - коэффициент запаса электрической прочности (К_з = 2...3);

U_раб - рабочее напряжение, В (U_раб = 9…12 В)

Е_пр - электрическая прочность материала диэлектрика, В/мм

d_min = 3·12 / 2·10⁶ = 0.18·10^-4 см

Определим удельную емкость конденсатора исходя их условия электрической прочности:

С_OV = 0.0885· / d = 0.0885·6 / 0.18·10^-4 = 295 пФ/мм²

Оценим относительную температурную погрешность:

_Ct =_C·(T_max - 20C) = 2·10^-4·(45 - 20) = 1,8·10^-2 = 1,8 %

Определим допустимую погрешность активной площади конденсатора:

_sдоп = _C - _Cо - _Ct - _C , (6.2)

где _C - суммарная относительная погрешность емкости конденсатора (10%);

_Cо - относительная погрешность удельной емкости (составляет 3-5%)

_Ct - относительная температурная погрешность;

_C - относительная погрешность, обусловленная старением пленок

конденсатора (зависит от материала и метода защиты и не

превышает 2-3%)

_sдоп = 10 - 4 - 2.5 - 2.1 = 1.4 % > 0

Т.к. _sдоп > 0, то материал диэлектрика подходит для изготовления конденсатора с заданной точностью. Если _sдоп  0, то это означает, что изготовление конденсатора с заданной точностью невозможно, нужно выбрать другой материал диэлектрика с меньшей температурной погрешностью.