Технологии производства элементов мехатронных систем, страница 2

Определяем коэффициент формы К_ф:

К_ф = R/R₀                          К_ф1 = 500/1000 = 0,5

К_ф2 = 1400/1000 = 1,4

К_ф3 = 3100/1000 = 3,1

Определяем температурную относительную погрешность:

g_т = a_R*(t_д-20°С)*100% = 10^-4_*(85 – 20) _*100% = 0.65 %

Определяем относительную погрешность старения:

g_ст = b_{R *}t _* 100% = 0.5 _*10^-5_*3000 _*100% = 1.5 %

Определяем относительную контактную погрешность

g_Rк = 2 % (для масочного метода)

Определяем допустимую относительную погрешность сопротивления ТР:

|g_R| = |g_R3| - |g_t| - |g_cт| - g_Rк = 30 – 0,65 – 1,5 – 2 = 25,85 %

Определяем допустимую относительную погрешность коэффициента формы:

|g_Кф| =  25,54 %

Определяем  ширину ТР – b_т по точностному критерию с учетом g_Кф.  (В случае К_ф>1)

b_т =    

b_т2 = 0,137 мм

b_т3 = 0,093 мм

Определяем ширину ТР – b_м  по заданной мощности рассеивания

b_м =

b_м2 =  = 0,378 мм

b_м3 =  = 0,25 мм

Определяем окончательное значение ширины ТР

b = max {b_т, b_м, b_техн.}, где b_техн. = 0,2 мм – минимальная ширина ТР при масочном методе.

Выбираем: b₂ = 0,378 мм                                Округляем с точностью до 0,05 мм:  b₂ = 0,40 мм

b₃ = 0,25 мм                                                                                    b₃ = 0,25 мм                                          

Находим длину резистора l по формуле b = l / K_ф

l₂ = 0.60 мм

l₃ = 0.80 мм

ДЛЯ К_ф<1:

Расчитаем резистор R1, у которого коэффициент формы K_ф = 0.5, поэтому расчитаем его как низкоомный.

Найдем новый коэффициент формы:

      

Определяем параметр b_T по точностному критерию:

, где

получаем b_T = 0,03 мм.

Определяем b_М по мощности рассеивания:

 мм.

Определяем b = max{0,03; 0,084; 0,2} = 0,2 мм.

Определяем l = К_Ф * b = 1,9 мм.

Из этого видно резистор получается очень большим , поэтому проведем расчет сопротивления R1 как для резистора прямоугольной формы:

Определяем l_м – длину резистора по точностному критерию:

l_т1 =    = 0,16 мм

Определяем l_м -  длину резистора по мощности рассеивания

l_м1 =  =   = 0,32 мм

Находим значения длины l

l = max{lт, l_м, l_техн},  где  l_техн =0,3 мм

l₁ = 0,32округляем с точностью до 0,05   l₁ = 0,35 мм

Находим ширину резистора b₁

b₁ = l / K_ф  = 0,35 / 0.5 = 0,7мм                            b₁ = 0,7 мм

Определяем длину резистивной полоски для ТР, полученного масочным методом.

l’ = l + 2l_к ,     l_к ³ 0,2 мм.   Принимаем l_к= 0,2 мм       

l₁’ = 0,35 + 2*0,2 = 0,75 мм

l₂’ = 0,60 + 2*0,2 = 1,00 мм

l₃’ = 0,80 + 2*0,2 = 1,20 мм

Определяем площадь резисторов  S =  l’_* b

S₁ = 0,75 _* 0,70 = 1,15 мм²

S₂ = 1,00 _* 0,40 = 0.35 мм²

S₃ = 1,20 _* 0,25 = 0.27 мм²

КОНСТРУИРОВАНИЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ.

Тонкопленочные конденсаторы, используемые в МСБ, состоят из пленочных металлических обкладок и диэлектрического слоя между ними. В качестве обкладок используется алюминий. В качестве диэлектрика выбираем моноокись германия. 

Определяем толщину диэлектрика по заданному рабочему напряжению

                                                                   =   

(К_з – коэффициент запаса электрической прочности.   Принимаем К_з = 3) 

Увеличиваем толщину d до 0,6 мкм

Характеристики материала (моноокись кремния):

e - относительная диэлектрическая проницаемость                 11

Е – электрическая прочность                                                1_*10⁶ В/см

a_с – температурный коэффициент емкости                        3_*10^-4 1/°С

b_с – коэффициент старения диэлектрика                                         1 _*10^-5 1/час

Определяем значение удельной емкости, исходя из электрических требований

= 162,25 пФ/мм²            

Определяем активную площадь ТК (площадь верхней  обкладки) по электрической прочности

      

Определяем относительную температурную погрешность

g_ст = a_{с *}(t_д - 20°С) _*100% = 2_*10^-4  _* (85-20) _*100% = 1,3 %

Определяем относительную погрешность старения

g_{c ст}  =  b_c*t _*100% = 1_*10^-5 _*3000 _*100% = 3 %

Определяем допустимую относительную погрешность емкости:

|g_c| = |g_cз| - |g_ст| - |g_{с ст}| = 20 % – 1,3% – 3% = 15,7 %

(g_сз – допуск (точность) на емкость = ±20 %)