5) Рассчитываем геометрические размеры резисторов.

Дня резисторов, имеющих коэффициент формы больше I, вкачало определяем ширину по формулам (5) - (7), ^глм "0,1 мм, й$-&€ = 0,01 мм (по табл.10) для метода фотолитографии.

' Длину "резисторов вычисляем по формуле (8). Перекрытие между резистором и контактной площадкой не учитываем, поскольку выбран метод двойной фотолитографии и сплав РС-3001 является подслоем для проводников и контактных площадок.

Площадь резисторов определяем по формуле (10).

Для примера приведем расчет геометрических размеров резистора Л5.

- 67 -

С учетом округления до величины, кратной шагу координатной сетки, 0 - 0,81 мм.

Длина резистора т?= 0,81-2 = 1,62 мм и площадь 6 = 0,81-1,62 = 1,31 мм².

Результаты расчета резисторов с Л* - I сведены в табл. 13

Таблица 13 Геометрические размеры резисторов с ^Г

Позицией— Рязметш. мм 4

ное обо- I I ' ' значение Я, кОм К, ^ ^ ^ _6р ^ _{€ МЯ}2

« 2 2 0,016 0,802 0,658 0,81 1,62 1,31 '

» 10 10 0,118 0,093 0,147 0,15 1,5 0,225'

К 5 10 10 0,118 0,093 0,1 0,147 0,15 1,5 0,225'

15 I I 0,018 1,07 1,319 1,32 1,32 1,74

*1 20 20 0,118 0,089 0,074 0,1 2 0,2

_к 20 20 0,118 0,089 0,074 0,1 2 0,2

Расчет резисторов Я7, %Ъ , имеющих коэффициент формы меньше I, начинаем с определения длины / по формулам (II) - (13), затем вы­числяем ширину I по формуле (14) и площадь ,} по формуле (10).

Для примера приведем расчет резистора Ш :

(_Т1Ю = 0,1 мм (по табл.10 для фотолитографии);

- 68 -

С учетом округления длина резистора равна 0,15 мм; ширина ре­зистора -6- 0,15/0,22 ш 0,68 мм; площадь резистора 5^ =0,15-0,68 = = 0,102 мм².

Результаты расчета резисторов, имеющих коэффициент формы меньше единицы, представлены в таил. 14.

Таблица 14 Геометрические размеры резисторов

Й- I Размеры, мм 1 _а~

ное К, Кф р

значе- «Ом "?*» ^ /_гем /„ € $ ш?

ние

Н1 0,22 0,22 0,118 0,09 0,1 0,145 0,15 0,68 0,102 Я8 0,22 0,22 0,118 0,09 0,1 0,289 0,29 1,32 0,38

Суммарная площадь всех резисторов 2" = 4,4 мен². Расчет конденсаторов

Исходные данные: номиналы конденсаторов, допуски на номиналы, рабочее напряжение, условия эксплуатации и условия производства (см. задание и результаты расчета п.2 на с.64).

Необходимо определить возможность изготовления всех конденса­торов в едином технологическом цикле (используя один диэлектри­ческий материал определенной толщины для всех конденсаторов), геометрические размеры и форму конденсаторов.-

Порядок расчета

1) Забираем-материал диэлектрика по У_ра5„_ау. и /ра1 таг по табл.5 - боросиликатное отекло ЕТ0.035.015ТУ.

Его параметры: диэлектрическая проницаемость <Е = 4; тангенс угла диэлектрических потерь ЦЗ = 0,001 - 0,015; электрическая прочность Е„_р- (3 - 4)-10° В/см; максимальная рабочая частота

/_тах = 300 МГц; температурный коэффициент емкости

сС_с » 0,35-Ю"⁴ "(Г¹.

2) Определяем минимальную толщину диэлектрика из условия электрической црочности по формуле (27):

3) Вычисляем относительную погрешность емкости от изменения температуры по формуле (29):

4)Определяем максимально допустимую относительную погреш­ность активной площади конденсатора по формуле (34):

где у_с = 20 % (позаданию); у_с - погрешность толщины диэлектри­ка в условиях серийного производства - примем у_с = 10 %;' Хс„ ~ погрешность, обусловленная старением диэлектрической пленки. Примем Хс_СТ= ³ *> Т/,„ = 20 - 10 - 3 - 0,23 = 6,77 %.

5) Оцениваем максимальное значение удельной емкости конден­ саторов:

из условия электрической прочности по формуле (40);

из условия обеспечения прочности по формуле (39) для наимень­шего по номиналу конденсатора 03:

- 70 -

где Ы. = 0,001 см (по табл.10 для масочного метода).

С учетом обоих условий минимальная удельная емкость по фор­муле (41):

6) Проверяем возможность изготовления всех конденсаторов из одного диэлектрика. Расчет усложняется, поскольку номиналы кон­ денсаторов в схеме значительно отличаются ( С_тСп = 10 пФ,

С„_а% = 4700 пФ).

Для конденсатора минимальной емкости С₃ - 10 Я0 зададим ми­нимальные размеры площади верхней обкладки 0,5x0,5 мм (см. табл.10) и определим необходимое значение С_о и Ы . Из формулы (43) находим С_а :

где К - коэффициент, учитывающий краевой эффект; по фор;»уле (42) К = 1,3;

При этом толщина диэлектрика из формулы (40):

Такая большая толщина диэлектрика неприешхема для тонкопло-ночной технологии, так как возможен срыв верхней обкладки в месте вывода из-за большой ступеньки диэлектрика. Очевидно, вместо С^ = 10 1г5 целесообразно проектировать два последовательно соеди­ненных конденсатора, каждый емкостью <?= 20 гй, общей емкостью 10 1$, что позволит снизить толщину диэлектрика прииерно в два раза.

7) Определяем удельную емкость конденсатора С = 20 гй с разме­ рами верхней обкладки 0,5x0,5 мм:

- 71 -

8) Вычисляемтолщину диэлектрика

что допустимо.

9) Окончательнопринимаем с учетом всех условий

10) Определяем ориентировочно (без учета краевого эффекта) площадь остаяьных конденсаторов.

Для конденсатора С₁= 160 пФ:

Дм конденсаторов С_г- С^ = 4700 пФ:

Расчеты показывают, что изготовление всех конденсаторов схемы по тонкопленочной технологии возможно, однако конденсаторы сг и "4 будут занимать значительную суммарную площадь (примерно 1,5 см ), поэтому их целесообразно выполнить навесными типа К10-17, а конденсаторы С1 и С2 - пленочными. Метод изготовления конденсаторов масочный.

11) Вычисляем геометрические размеры пленочных конденсато­ ров по формулам (43) - (47).

Для примера приведем расчет конденсатора с₁ - 160 пФ. Определяем отношение

Коэффициент, учитывающий краевой эффект,

Площадь верхней обкладки

Для обкладок квадратной формы: размеры верхней обкладки

размеры нижней обкладки и диэлектрика

Шющадь конденсатора по диэлектрику

Результаты расчета конденсаторов сведены в табл.15.

Таблица 15

Результаты расчета геометрических размеров конденсаторов

Дозицион- " С И Отно- Размеры. мм

ное обо- ' ■ о ' шение_о I , < ,_,г

значеете С, й пФ/ом^ мкм С/с^Ы- I !■„ ^ ^г.^ш

С1 160 _{6153 01}57 °.°26 1,71 2,11 2,31 5,33

В 10*' 0,0016 0,5 0,9 1,1 1,21x2

*' В качестве конденсатора С₃= 10 1$ использованы два пооле- доватально включенных конденсатора емкостью 20 д$ каждый.

Для проверки оценим погрешность изготовления и рабочую напря­женность электрического поля в диэлектрике конденсатора, имеющего наименьшую шгошадь верхней обкладки,по формулам (52) - (55).

Проверки показывают, что конденсаторы спроектированы удовлет­ворительно .

—-_

Определяем площадь пленочных конденсаторов по диэлектрику

12) Оцениваем площадь навесных конденсаторов с учетом допуска на геометрические размеры и установку

Общая площадь навесных конденсаторов

13) Определяем площадь платы. При этом площадь платы устанав­ ливаем по формуле (58): •

б^я ~ суммарная площадь резисторов, в^, = 4,4 мм² (по результатам расчета); $-!_с - суммарная площадь пленочных конден­саторов, /3-_ЕС = 8,41 миг (по результатам расчета); *?_гто - суммар­ная площадь контактных площадок. Используя схему соединений, определяем необходимое количество контактных площадок. Размеры контактных площадок выбираем исходя из технологических ограни­чений (см. табл.10):

*?тик - суммарная площадь навесных компонентов (двух транзисторов КТ348 и двух конденсаторов К10-17У,

Суммарная площадь платы с учетом коэффициента запаса по формуле (58

По табл.3 определяем типоразмер платы: ширина 8 'там; длина 12"⁰'¹ мм; площадь платы 0 = 8-12 = 96 мм .

Выбираем по табл.2 материал подложки для изготовления платы -ситалл СТ 50-1.

14) Лля разработки схемы соединений в соответствии с прин­ ципиальной электрической схемой выделяем пленочные элементы и навесные компоненты. Навесные компоненты заменяем соответствую­ щими контактными площадками. По периферии располагаем контактные площадки, соответствующие внешним выводам схемы. Принципиальную

электрическую схему преобразуем таким образом, чтобы получить минимальное число пересечений. При размещении навесных компонентов учитываем общие технологические ограничения. Окончательная схема

Рис.21. Схема соединений смесителя-гетеродина. Цифрами

обозначены номера контактных площадок в соответствии