Расчёт тонкоплёночного конденсатора
Исходными данными для расчёта МДМ-конденсаторов являются:
номинальное значение ёмкости С; относительная погрешность ёмкости γс (15%). рабочее напряжение Uр( 20 В), максимальная рабочая температура Тmax (80 °С), время работы 1000ч., конструктивные и технологические ограничения. Погрешности, используемые в расчете, взять по максимальной границе.
Таблица 5.
Основные характеристики диэлектрических материалов тонкопленочных конденсаторов
Материал | e, при частоте 1 кГц | aс | a , % /10 ч. | |
6-8 | (1-2)∙ | (1-2)∙ | 1,5-6 | |
3,5-4 | (5-6)∙ | (0.8-1)∙ | 1 | |
10 | 9∙ | (1,5-5)∙ | 2 |
Порядок расчёта тонкопленочного конденсатора
1. Определить тип и конструкцию конденсатора.
2. Выбрать материал диэлектрической плёнки из таблицы и рассчитать минимальную толщину диэлектрика из условия электрической прочности:
dmin ≥ Kпр ,
где Kпр=(2-3) – коэффициент запаса прочности; Епр – электрическая прочность диэлектрика.
Если dmin лежит за пределами (0,1-1) мкм, то следует выбрать другой материал.
3. Определить максимальную удельную ёмкость С0 max1, которая обеспечит необходимую электрическую прочность:
С0 max1=εε0/dmin
4. Определить максимальную удельную ёмкость С0 max2, которая обеспечит требуемую точность изготовления конденсатора:
С0 max2=С(gSдоп/∆L)2*Kф/(1+ Kф)2,
Где: Kф=L/B – коэффициент формы конденсатора (L и B-размеры обкладки конденсатора; обычно L=B, т.о. Kф принимается равным единице.); ∆L- абсолютная погрешность линейных размеров конденсатора (10 мкм); gSдоп- допустимая относительная погрешность активной площади конденсатора, которая определяется как: gSдоп=γс-(γс0+γт+γст),
|
|
здесь γс0-относительная погрешность удельной ёмкости, которая характеризует воспроизводимость технологического процесса формирования диэлектрической плёнки и составляет 5%; γст – относительная температурная погрешность γт=aс(Тmax-Т0), где aс - температурный коэффициент материала диэлектрика, Т0=20°С; γст-относительная погрешность, обусловленная старением диэлектрика γст=a , где a - коэффициент старения, t-время работы.
5. Из двух значений С0 max выбрать наименьшее С0 .
6. Рассчитать активную площадь конденсатора:
S=C/C0, размеры верхней пластины(обкладки) LB= , BB= LB/Кф
7. Рассчитать размеры нижней обкладки конденсатора и размеры диэлектрика:
Lн= LB+2q Bн=BB+2q
LД= LН+2f BД= BН+2f
где q – расстояние между краями верхней и нижней обкладки
f – расстояние между краями диэлектрика и нижней обкладки
q=200мкм f=100мкм
Вопросы для защиты:
|
|
1. По какой формуле рассчитывается емкость пленочного конденсатора?
2. Нарисуйте различные конструкции пленочных конденсаторов. Какие значения емкости им соответстуют?
3. Какие материалы используются в пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика?
Литература:
1. Конструирование и технология микросхем. Под. ред. Л. А. Коледова.-М.:Высшая школа, 1984.
2. Пономарёв М. Ф. Конструкции и расчёт микросхем и микроэлементов.-М.: Радио и связь, 1982.
3. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника: Проектирование, виды микросхем, функциональная микроэлектроника.- М.: Высшая школа, 1987.
4. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учеб.пособие для вузов.-М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001._ 488 с.
ВАРИАНТЫ РАСЧЕТОВ
N вар. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Rдиф, Ом | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 1000 |
Сдиф, пФ | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 |
Rпл. Ом | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 1000 |
Спл, пФ | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 | 220 |
N вар. | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
Rдиф, Ом | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 | 1250 | 1300 | 1350 | 1400 | 1450 | 1500 |
Сдиф, пФ | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 | 110 | 120 |
Rпл. Ом | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 | 1250 | 1300 | 1350 | 1400 | 1450 | 1500 |
Спл, пФ | 240 | 260 | 280 | 300 | 320 | 340 | 360 | 380 | 400 | 420 |
Дата добавления: 2018-05-31; просмотров: 779; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!