Проектування гібридної інтегральної тонкоплівкової мікросхеми радіомікрофона, страница 4

         Вносимо дані до формул (1.5-1.6)  та отримаємо:

(мВт),

 (кОм).

Розрахуємо опір бази за формулою (1.8):  

                                                                                                    (1.8)

(кОм).

       Далі знайдемо коефіцієнти підсилення за струмом напругою та потужністю за виразами:

                                ;                                                             (1.9)

                                       ;                                                 (1.10)

                                                 ;                                                (1.11)

                                       .                                                       (1.12)

Підставимо дані у вирази і отримаємо:

;

;

;

 Коефіцієнт корисної дії знаходиться за формулою:

                                                (2.12)

          Підставимо отримані раніше дані:

За отриманими результатами і перевіркою розрахунків можна сказати, що транзистор буде працювати у робочому режимі по навантажувальній прямій АБ.

3 Розрахунок конструкції плівкових елементів

3.1 Розрахунок плівкових резисторів

Плівкові резистори виготовляються з матеріалів, що характеризуються великим електричним опором і низьким температурним коефіцієнтом опору  (ТКО). Резистивні елементи плівкових гібридних мікросхем отримують нанесенням на підкладку резистивних плівок різної конфігурації. Опір плівкового резистора залежить від товщини і ширини плівки,її довжини і матеріалу. Конструктивний розрахунок тонкоплівкових резисторів полягає у визначені форми, геометричних розмірів і мінімальної площі. До тонкоплівкових резисторів пред’являють наступні  вимоги: стабільність у часі, мала площа на підкладці, низький температурний коефіцієнт опору, низький рівень шумів, малі значення паразитних параметрів. На рисунку 3.1 показано конфігурації таких резисторів: прямокутна звичайна (рисунок 3.1,а),  прямокутна (довжина менша ширини), (рисунок 3.1,б) та складний резистор типу меандр (рисунок 3.1,в).

Рисунок 3.1 – Конфігурація плівкових резисторів:

а) прямокутний резистор b<l; б) прямокутний резистор b>l; в) меандр.

         Вихідні дані для розрахунку:

номінали резисторів R1=360 Ом; R2 =470 Ом; R3=3,6 кОм; R4=470 Ом.

допустиме відхилення опору від номіналу γR=10%;

потужність розсіювання Р=125 мВт/мм2;

діапазон температур –60+120˚С;

похибка відтворення матеріалу резистивної плівки γρS=1,5 %;

похибка старіння γRст=1 %;

похибка перехідних опорів контактів γ=2 %;

        Визначаємо оптимальний питомий опір квадрату резистивної плівки здійснюється за формулою: [2]:

,                                             (3.1)

         де n – число резисторів.

 - опір і-того резистора.

Визначаємо опір квадрату резистивної плівки

         Матеріал, який найбільше підходить - це Сплав РС-3001. Його параметри:

- - питомий поверхневий опір 1000   (Ом/);

- Температурний коефіцієнт опору TKR=-0,2∙10-4  1/ºС;

- Питома потужність розсіювання .

Контактні площадки - золото з підшаром хрому.

,                           (3.2)

         де - похибка номіналу резисторів;

- похибка відтворення матеріалу резистивної плівки;

- похибка, зумовлена старінням плівки;

- температурна похибка розраховується за формулою:

=,

         де - температурний коефіцієнт опору,

- максимальна робоча температура (В даному випадку =-60).

=.

 Отже підставляємо дані:

.

 Отже вибрані матеріали задовольняють умовам для виготовлення плівкових резисторів.

Коефіцієнт форми резисторів визначає форму резисторів та  розраховується за  формулою:

,                                                   (3.3)

         де - опір і-того резистора,

    *  - оптимальний опір квадрату резистивної плівки.

Введемо дані у формулу для розрахунку кожного резистора: