Разработка топологии
Результаты расчёта элементов схемы:
RС = 5,45 кОм, RЗ = 0,68 МОм, Rэ = 1950 Ом,
Cр1 = 21,71 нФ, Cр3 = 2,2 мкФ, Cк = 1,42 нФ.
На первом этапе заданную электрическую схему необходимо преобразовать таким образом, чтобы все внешние выводы находились на краю длинных сторон и были исключены все пересечения пленочных проводников (рисунок 3.4).
Вторым этапом является расчет размеров пассивных элементов гибридной ИМС.
Расчёт пленочных резисторов начинается с выбора материала резистивной пленки и проводящей плёнки для выводов. Для этого воспользуюсь таблицей 1 [1]. Выбираю из таблицы 1 способ нанесения плёнки – катодное напыления, а материал изготовления – Нитрид тантала с удельным сопротивлением 
Нахожу коэффициенты формы всех резисторов по формуле (16) [1]:
(23)
;
;
.
Для сопротивления затвора Кз>>50, что недопустимо, поэтому данный резистор лучше спроектировать навесным. Из приложения 6 выбираю тип резистора RЗ Р1- 12 – 0,68 МОм – 5% размеры которого составляют
lЗ = 3,1 мм, bЗ =1,55 мм.
Для резисторов RС, RЭ Кф< 10; поэтому устанавливается форма прямоугольная, состоящая из одной полоски (рис.П5а [1]). Выбираю ширину
B = 200 мкм bmin = 200 мкм при масочном методе. Вычисляю длину резисторов по формуле (17) [1]: 
. (24)
> 500 мкм
< 500 мкм
Тогда для Rэ: B=Lmin / Кэ = 500 / 1.95 = 260
Рассчитываю площадь резисторов по формуле (15) [1]:
S = 
• B. (25)
Каждый резистор должен выдержать мощность формула (14) [1]:
, (26)
где Р0 - удельная мощность рассеяния (значения Ро = 20 мВт/мм2 для материала РС-3001 приведены в таблице 1 [1]).
|
|
|
Произвожу расчёты мощностей, рассеиваемых на резисторах принципиальной схемы (рисунок 2.1) по формуле:
(27)
Prэ > Pмакс Э - 15,5 >3.9 Следовательно увеличиваем длинну и ширину Rэ, L = 700 мкм B=780 мкм тогда,
Теперь Prэ Б Pмакс Э -- 15,5 < 16.87 и для всех резисторов справедливо неравенство РMAX>PR, поэтому по максимальной мощности рассеивания они пригодны для проектирования.
Определяю суммарную площадь, занимаемую всеми резисторами:
(28)
Рассчитываем размеры конденсаторов. Выбираем из таблицы 2 [1] материал изготовления диэлектрика – окись тантала с удельной ёмкостью С0 = 500пФ/мм2= 50000пФ/см2.
После выбора материала вычисляю площадь конденсаторов
, (29)
где Ci - емкость рассчитываемого конденсатора; А и В - длина и ширина площадки, занимаемой перекрывающимися частями нижней и верхней обкладок конденсатора (если конденсатор имеет прямоугольную форму). Конфигурация пленочного конденсатора изображена на Рис. П.6 [1].
Ввиду большой занимаемой площади конденсаторами Ср1, Ср3 целесообразнее сделать их навесными. Тогда пользуясь приложением 6 [1] выбираю для Ср3 тип конденсатора К53-16 на 2,2 мкФ с точностью 5%; размер которого составляет L = 3,0мм, В = 4,0 мм.
|
|
|
А для Ср1 тип конденсатора К10-17 на 22000 пФ с точностью 5%, размер которого L = 1,3мм, В = 1,5 мм.
Рассчитываю площадь, занимаемую всеми конденсаторами:
(30)
Рассчитываю площадь, занимаемую транзисторами:
VT1 – 2П201А-1 (L=B=1мм) S=1 мм^2
VT2 – 2Т3704-1 (L=B=0.6мм) S=0.36 мм^2
Затем определяю площадь, занимаемую всеми элементами схемы. Общая площадь, занимаемая всеми элементами схемы:
S 
=SТ+SR+Sc=1.36+16.79+5.57=23.72мм2. (31)
где SТ – площадь, занимаемая транзисторами; SR - площадь, занимаемая резисторами; SC – площадь, занимаемая конденсаторами.
Учитывая площадь соединений, промежутки между элементами и
расстояние от края подложки, следует увеличить суммарную площадь в 3-4 раза.
S = 4* 23,72 = 94,88 мм2.
Затем выбираю стандартную подложку, учитывая рекомендуемые размеры плат приведенные в таблице 4 [1], размеры которой составляют
20 мм х 16 мм (SП = 320 мм2). Выбираю масштаб 10:1.
Материал подложки: ситам
Материал проводящих площадок: золото
Топологический чертёж гибридной ИМС представлен на рисунке 3.5.
Для удобства свожу рассчитанные и увеличенные значения размеров элементов в сводим в таблицу 3.3.
Таблица 3.3
| Элементы | Рассчитанные размеры, А х В, мм | Размеры в масштабе, А х В, мм |
| VT1 | 1,0 х 1,0 | 10,0 х 10,0 |
| VT2 | 0,6 х 0,6 | 6,0 х 6,0 |
| Rс | 0.2 х 1.09 | 2 х 10.9 |
| Rэ | 0.70 х 0.78 | 7 х 7.8 |
| Rз | 3,1 х 1,55 | 31,0 х 15,5 |
| Cср1 | 1.3 х 1.5 | 13 х 15 |
| Cср3 | 3,0 х 4,0 | 30,0 х 40,0 |
| Cк | Scк = 2.84 мм2 | 16 х 18 |
|
|
|
Рисунок 3.3 Преобразованная принципиальная схема
Рисунок 3.4 Топология гибридной ИМС двухкаскадного усилителя
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 15; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!