6.1 Расчёт и проектирование плёночных резисторов.
Цель расчета — выбор материалов и определение геометрических размеров и формы пленочных элементов, обеспечивающих получение элементов с воспроизводимыми и стабильными параметрами.
Исходными данными для проектирования топологии пленочных элементов являются:значения геометрических размеров,шаг координатной сетки и масштаб, в котором выполняется чертеж.
Пленочные резисторы в структурном отношении представляют собой узкую полоску резистивной пленки, снабженную пленочными контактными площадками с низким сопротивлением. Они характеризуются такими основными параметрами, как номинальное значение сопротивления R, допуск на сопротивление ±δR, мощность рассеяния Р, температурный коэффициент сопротивления ТКR, коэффициент старения К ст , интервал рабочих температур
ΔТ = Т - Тк, надежность и др.
В зависимости от применяемой схемы требования к параметрам пленочных резисторов могут быть различными. Общим требованием является минимальная площадь, занимаемая резистором.
В
гибридных ИМС используют тонкопленочные
и толстопленочные резисторы различной
конструкции с простой прямоугольной и
сложной формой.
Сопротивление пленочного резистора является функцией сопротивления ρ S и геометрических размеров в плане:
Полная относительная погрешность резистора определяется суммой погрешностей его изготовления и конструкции,и обусловленных влиянием условий эксплуатации:
6.2 Расчёт и проектирование плёночных резисторов.
где γ ρs = Δρ S /ρ S - относительная погрешность воспроизведения ρS;
γ кф -погрешность коэффициента формы; γ RK -погрешность переходных сопротивлений областей контактов.
Погрешность γRt - характеризует временную нестабильность резистора и определяется коэффициентом старения.
Температурный коэффициент сопротивления ТКR = α R вследствие хороших адгезивных свойств резистивных пленок с подложкой, определяется температурным коэффициентом удельного поверхностного сопротивления:
Коэффициент старения пленочного резистора определяет временную нестабильность его сопротивления. Он практически равен коэффициенту старения удельного поверхностного сопротивления, обусловленному изменением структуры пленки и ее окислением:
Δ
T
- промежуток времени, в течение которого
поверхностное сопротивление пленки
изменилось на величину Δ S
ρ
С целью уменьшения площади, занимаемой резистором, следует стремиться к увеличению отношения l/b, за счет уменьшения ширины резистора b.При минимальном значении b и постоянном ρ S необходимое значение сопротивления R достигается за счет значения длины резитора l. При этом для прямоугольных резисторов максимальная длина по технологическим соображениям ограничена величиной K0 = l/b=10. Для реализации резисторов с K0 >10 используют конструкции сложной конфигурации причем площадь платы, отводимая под резистор уменьшается.
7.1 Расчёт и проектирование плёночных конденсаторов.
Пленочные конденсаторы характеризуются совокупностью следующих параметров: номинальным значением емкости С; допуском на емкость ±δС; рабочим напряжением Uр; добротностью Q или тангенсом угла потерь tgδ; сопротивлением утечки Rут, коэффициентом остаточной поляризации Kп температурным коэффициентом емкости ТКС; коэффициентом старения Kст; диапазоном рабочих частот Δf; интервалом рабочих температур ΔT; надежностью и др.
Конструкция (рис. 2.2.6, а), в которой контур верхней обкладки вписывается в контур нижней обкладки, предназначена для реализации конденсаторов повышенной емкости (сотни-тысячи пикофарад). Ее особенностью является то, что несовмещение контуров обкладок не сказывается на воспроизведении емкости (для устранения погрешности из-за площади вывода верхней обкладки предусмотрены компенсаторы 5), а распространение диэлектрика за контуры обеих обкладок гарантирует надежную изоляцию обкладок при их предельном несовмещении.
Для конденсаторов небольшой емкости (десятки пикофарад) целесообразна конструкция (рис. 2.2.6, б) в виде пересекающихся проводников одинаковой ширины, разделенных слоем диэлектрика. Емкость конденсатора