Усилитель проміжної частоты

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Радиоэлектроника


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

РГРТА

Кафедра КПРА

Курсова робота з курсу: «Технологічні процеси микроэлектроники»

На тему: «Підсилювач проміжної частоты»

Виконав ст. грн. 952

Проверил:

Рязань 2002

Кафедра КПРА 1 Рязань 2001 1 Зміст 2

Вихідні дані: 3 Запровадження 4 Аналіз технічного завдання 5 Розробка топології 6 Резисторы. 6 Конденсатори 11 Заключение… 16 Список літератури 17

Вихідні данные:

Номиналы

R1, R10 — Резистор 12.0 kОМ 2шт; C1, C4 — Конденсатор 0. 03 мкФ 2шт

R2 — Резистор 7.5 kОМ 1шт; С2, С5 — Конденсатор 6800 рФ 2шт

R3 — Резистор 5.0 kОМ 1шт; С3, С6 — Конденсатор 1500 рФ 2шт

R4, R7 — Резистор 15.0 kОМ 2шт;

R5 — Резистор 2.0 kОМ 1шт; VT1, VT2 — Транзистор КТ324 В 2шт

R6 — Резистор 510 ОМ 1шт;

(СБО. 336. 031 ТУ)

R8 — Резистор 0. 34 kОМ 1шт;

R9 — Резистор 2.8 kОМ 1шт; ТР1 — Трансформатор В Ч. 1шт

Платню слід виготовити методом фотополитографии.

Експлуатаційні вимоги: Тр = -150 +400С, tэ = 1000 год., корпус, серія К151,159.

Постійної тенденцією в радіоелектроніки є зменшення габаритів і мас апаратури, підвищення його надійності. До появи інтегральних мікросхем той процес протікав у напрямі мініатюризації окремих елементів. Таким кроком в мініатюризації було визнано створення техніки інтегральних мікросхем. Цей етап принципово відрізнявся від попередніх тим, що він апаратура збирається ні з окремих елементів чи модулів, та якщо з функціональних схем, освічених на єдиній технологічному процесі виробництва. Основними різновидами технології мікросхем є: плівкова, напівпровідникова і смешанная.

У плівковій технології інтегральна мікросхема утворюється нанесенням на диэлектрическую підкладку у певному послідовності плівок з відповідних матеріалів. Виготовлені в такий спосіб мікросхеми називаються плівковими інтегральними мікросхемами (ПИМС). Різновидом ПИМС є гібридні інтегральні мікросхеми (ГИМС), які мають частина елементів, мають самостійне конструктивне оформлення, вносять у вигляді навісних деталей.

Надзвичайним важливими характеристиками мікросхем є ступінь інтеграції і щільність упаковки. Ступінь інтеграції представляє показник складності мікросхеми разом й характеризується числом які у ній елементів і компонентів. Щільністю упаковки називається ставлення числа елементів і компонентів мікросхеми до її объему.

Аналіз технічного задания

У цьому курсової роботі необхідно розробити топологічний креслення підсилювача проміжної частоти. Топологічним називається такий креслення інтегральної мікросхеми, у якому зазначена форма, місце розташування і коммутативная зв’язок елементів на підкладці. У розробку топології мікросхеми входить: розрахунок геометрії кожного плівкового елемента і допусків з його розміри, вибір матеріалу їм; визначення оптимальних умов розташування плівкових і навісних елементів (у своїй повинні враховуватися рассеиваемые потужності елементів, можливі паразитні зв’язок між ними їх впливом геть електричні параметри мікросхеми); розрахунок ж розмірів та вибір матеріалу підкладки, визначення послідовності і вибір технології напилювання пленок.

Платню даного устрою необхідно виготовити фотолитографическим методом, тобто. потрібні конфігурації плівок одержують у процесі травлення. Ця плата повинна стабільно працювати діапазоні температур від -15 до +400С.

Розробка топологии

Резисторы.

У гібридних інтегральних мікросхемах широко застосовуються тонкопленочные резисторы. Зіставляючи фізичні властивості плівок з технічними вимогами до параметрами резистора, вибирають придатний. У цьому керуються такими міркуваннями: необхідно, щоб резистор обіймав можливо меншу площа, а развиваемая у ньому температура має порушувати стабільність параметрів, прискорювати процеси старіння, виводити величину опору далеко за межі допуску. За можливості намагаються застосувати більш товсті плівки, т.к. у тонких погіршується стабільність сопротивления.

З сказаних вище міркувань вибираємо сплав РС-3710, яка має є такі характеристики: діапазон опорів 10…20 000 Ом, Питома опір 100…2000 Ом/(, Питома потужність 20 мВт/мм2, ТКС M ((= 3. 5*10- 4, (((= 1. 5*10−4, коефіцієнт старіння MКСТ = 2*10−6 ч-1, (КСТ = 0. 1*10- 6.

Також є конструкційні і технологічні обмеження: мінімальна довга резистора l0 = 0.1 мм, мінімальна ширина резистора b0 = 0. 05 мм, мінімальна довга контактного переходу lк = 0.1 мм, мінімальне відстань між краями перекрывающих одне одного плівкових елементів h = 0. 05 мм.

Для подальшого розрахунку резисторів треба зазначити їх рассеиваемую потужність. І тому скористаємося, хіба що, спрощеним методом. І тому все реактивні елементи замінюємо з їхньої еквівалент по середньої частоті роботи схеми, тобто. схема виглядатиме так Рис 2:

Необхідні до розрахунку номінали беремо із вихідних даних стор. 3, дозволене відносне відхилення опору від номінального значення всім резисторів становить [pic].

Для подальшого розрахунку потужності можна скористатися наступній формулой:

[pic] (1)

а розрахунку струму у ланцюги скористаємося законом Ома:

[pic] (2).

Визначимо струм у подальшому ланцюгу резисторів R9 і R10, навіщо підставимо в формулу (2) відповідні данные:

[pic]

Далі визначимо потужність резисторів R9 і R10 окремо, при цьому скористаємося формулою (1):

Для резистора R9: [pic]мВт.

Для резистора R10: [pic]мВт.

Те саме і інших резисторов:

Струм у ланцюзі R7 і R8: [pic]

Мощность:

Для резистора R7: [pic]мВт.

Для резистора R8: [pic]мВт.

З допомогою рівнянь Кирхофа знаходимо інші токи:

Струм у подальшому ланцюгу R1 і R2: [pic]А.

Мощность:

Для резистора R1: [pic]мВт.

Для резистора R2: [pic]мВт.

Струм у ланцюги R4 [pic]А.

Мощность:

Для резистора R4: [pic]мВт.

Струм у ланцюзі R3 [pic]А.

Мощность:

Для резистора R3: [pic]мВт.

Струм у ланцюзі R5 [pic]А.

Мощность:

Для резистора R5: [pic]мВт.

Подальший розрахунок резисторів проводитимемо відповідно до [ ].

R1 і R10 = 12 kОм.

Поставмо коефіцієнтом впливу (= 0. 03 і обчислимо коефіцієнти влияния:

[pic]; [pic]; [pic]; [pic].

Визначимо середнє навіть половина полів розсіювання відносної похибки опору, викликаної зміною температури за такими формулам:

[pic]; [pic] (3).

де [pic] - середнє температурного коефіцієнта опору резистивной пленки.

[pic] ,[pic] - верхня і нижня граничні температури оточуючої среды.

[pic]; [pic] (4).

[pic]; [pic] (5).

Отже, підставляючи вихідні дані в формули (3) — (5) отримуємо следующее:

[pic]; [pic];

[pic]; [pic]

[pic]; [pic].

Визначимо середнє пройшли й половини поля рассевания відносної похибки опору, викликане старінням резистивного матеріалу по формулам:

[pic] (7); [pic] (6),

де [pic] - середнє коефіцієнта старіння резистивной плівки сопротивления.

[pic] - половина поля розсіювання коефіцієнта старіння опору резистивной пленки.

[pic]; [pic] (7).

[pic]; [pic] (8).

Отже, отримуємо следующее:

[pic] (9); [pic](9);

[pic]; [pic] (10)

Визначимо дозволене значення випадкової складової поля розсіювання сумарною відносної похибки опору наступній формуле:

[pic]; [pic] (11)

де: [pic], [pic], [pic]

Поклавши МRПР = 0, тогда:

[pic]; [pic] (12)

Визначимо дозволене значення випадкової складової поля розсіювання виробничої відносної похибки опору наступній формуле:

[pic] [pic] (13)

Підставимо обчислені вище значення цю формулу, получим:

[pic] [pic]

[pic]

Визначимо дозволене значення випадкової складової поля розсіювання виробничої відносної похибки коефіцієнта форми, за такою формуле:

[pic] (14)

Підставимо значення й получим:

[pic]

Визначимо розрахункове значення коефіцієнта форм резистора:

[pic] (15)

Визначимо ширину резистивной пленки:

[pic]мм. [pic]мм. (16)

[pic]мм. [pic]мм. (17)

[pic] [pic]мм. [pic]мм.

[pic] [pic](18)

Визначимо опір контактного переходу резистора:

[pic](19)

[pic](20)

Перевіримо таке условие:

[pic](21)

[pic]

Визначимо довжину резистора:

[pic]мм. [pic]мм. (22)

Тепер визначимо середнє коефіцієнта формы:

[pic] (23)

Визначимо середнє МRПР пройшли й половини поля розсіювання (RПР відносної виробничої погрешности:

[pic] (24) [pic]% (24)

[pic] [pic] (25)

[pic] (26)

[pic] (27)

Визначимо граничні умови поля розсіювання відносної похибки опору резистора:

[pic]%

[pic]% (28)

[pic]% (29)

[pic]% (30)

[pic]

Определяем довжину резистивной плівки та Європейська площа резистора:

[pic]мм. [pic]мм2. (31)

Определим коефіцієнт навантаження резистора:

[pic] (32) [pic] (33)

Подобно цьому розрахунку розраховуємо інші резисторы, а результати заносимо в таблицю № 1.

Таблиця № 1

|Резисторы |L, мм |b, мм |P. S, мм |P, мВт | |R1, R10 |2.6 |0.2 |0. 52 |0. 22 | |R2 |1.7 |0.2 |0. 34 |0. 17 | |R3 |1.2 |0.2 |0. 24 |0. 06 | |R4, R7 |3.2 |0.2 |0. 64 |0. 32/0. 39 | |R5 |0.9 |0. 35 |0. 315 |0. 11 | |R6 |0. 55 |0.7 |0. 385 |0. 26 | |R8 |0.4 |0. 65 |0. 26 |0. 19 | |R9 |0. 75 |0.2 |0. 15 |0. 35 |

Конденсаторы

Конденсатори є широко поширеними елементами гібридних мікросхем. Плівковий конденсатор є послідовно завдані на підкладку і один на друга плівки провідника і диэлектрика. Така конструкція плівкових конденсаторів зробила їх складнішими елементами микросборок проти резисторами.

Застосування багатошарових конденсаторів з великою кількістю обкладок призводить до ускладнення технології, зниження надійності, електричної міцності конденсаторів і підвищення його вартості. Тож у плівкових микросборках в основному застосовуються лише тришарові конденсатори. Усі характеристики плівкових конденсаторів залежить від вибраних матеріалів. Диэлектрическая плівка повинен мати високу адгезію до підкладці і металевим обкладкам, мати високої електричної міцністю і малими діелектричними втратами і багатьма іншими вимогами і характеристиками.

Під наші номінали конденсаторів більш підходить боросиликатное скло (ЕТО. 035. 015. ТУ) з удільної ємністю 150…400 пФ/мм2, діелектричним проницаемостью (0 = 4, tg (д 0. 1…0. 15 102, електричної міцністю ЕПР = 300…400 В/мкм, ТКЕ 104 М ((д = 0. 36, (((буд = 0. 01, коефіцієнтом старіння 10- 5 Мк (д = 1, (к (д = 0.5. Також маємо технологічні обмеження на розміри обкладок: (l = (b = 0. 005 мм. — максимальне відхилення розмірів обкладок, Мсо = 0. 01 — середнє виробничої відносної похибки удільної ємності, (зі = 0. 005 — половина поля розсіювання виробничої відносної похибки удільної емкости.

Обчислимо середнє відносної похибки удільної ємності, Викликаної зміною температури, Мcotb при верхньої і Мcotn при нижньої граничною температуре:

[pic]%

[pic]% (34)

Середнє значення відносної похибки ємності, викликаної зміною температури (2. 17; 2. 18 [5]):

[pic] [pic] (35)

[pic]% [pic]%

Половини полів розсіювання відносної похибки граничною ємності, викликаної зміною температуры:

[pic]

[pic] % (36)

Половини полів розсіювання відносної похибки ємності, викликаної зміною температури (2. 20; 2. 21 [5]):

[pic] [pic] (37)

[pic] [pic]%

Середнє значення відносної похибки удільної ємності, викликаної старінням діелектричним пленки:

[pic]% (38)

Середнє значення відносної похибки ємності, викликаної старінням діелектричним плівки (2. 23; 2. 24 [5]):

[pic] [pic](39)

[pic]% [pic]

Половина поля розсіювання відносної похибки удільної ємності, викликаної старінням діелектричним пленки:

[pic]% (40)

Половина полів розсіювання відносної похибки ємності, викликаної старінням діелектричним плівки (2. 26; 2. 27 [5]):

[pic] [pic] (41)

[pic]% [pic]

Знайдемо суму середніх значень відносних погрешностей:

[pic] % (42)

[pic] % (43)

Введемо коефіцієнт запасу на те що ємності під впливом не дисконтних факторов:

[pic]

Визначимо дозволене значення половини поля розсіювання, виробничої відносної похибки активної площади:

[pic]%

[pic]%

[pic] - мінімальне значення двох предыдущих.

Допустимий коефіцієнт форми активної площі конденсатора:

[pic] (46)

Коефіцієнт форми беремо з умови 2. 39 [5]:

[pic] (47)

До = 1.

Визначимо максимальну питому ємність, зумовлену заданим допуском на ємність з технічних параметрам:

[pic][pic]пФ/мм2 (48)

Коефіцієнт запасу електричної міцності конденсатора приймаємо рівний 2:

[pic]

Визначимо максимальну питому ємність, зумовлену електричної міцністю межслойного диэлектрика і робочим напряжением:

[pic] пФ/мм2 (49)

[pic]мм. — мінімальна товщина диэлектрика, тоді максимальна питома ємність з за припустимий рівень виробничого брака:

[pic] пФ/мм2 (50)

Визначимо мінімальну питому ємність, прийнявши значення максимальної товщини диэлектрика:

[pic]мм.

Тогда:

[pic] пФ/мм2 (51)

Виберемо питому ємність з условия:

[pic] (52)

[pic]

[pic] пФ/мм2

Визначимо відповідну С0 товщину диэлектрика:

[pic]мм. (53)

Визначимо розрахункову активну площа конденсатора:

[pic]мм2 (54)

Визначимо розрахункове значення довжини і ширини верхньої обкладки конденсатора при вибираємо коефіцієнті формы:

[pic]мм. [pic]мм. (55)

З урахуванням масштабу фото оригинала:

[pic]мм. [pic]мм.

(= 0.2 мм. — мінімальне відстань краєм нижньої і верхньої обкладок, обумовлене обраної технологией.

Визначимо розрахункове значення довжини і ширини нижньої обкладки конденсатора:

[pic]мм. [pic]мм. (57)

З урахуванням масштабу фото оригинала:

[pic]мм. [pic]мм.

[pic]мм. — мінімальне відстань між краєм нижньої обкладки і диэлектрическим шаром, обумовлене обраної технологией.

Визначимо розрахункове значення довжини і ширини диэлектрического шару конденсатора:

[pic]мм. [pic]мм. (59)

З урахуванням масштабу фото оригинала:

[pic]мм. [pic]мм.

Визначимо площа, зайняту конденсатором:

[pic]мм2 (61)

Визначимо точність ємності сконструйованого конденсатора. І тому визначимо середнє відносної похибки активної площади:

[pic] (62)

Визначимо середнє виробничої погрешности:

[pic] (63)

визначимо полі розсіювання відносної похибки активної площади:

[pic] (64)

Визначимо полі розсіювання виробничої погрешности:

[pic] (65)

Визначимо позитивне і негативного значення граничного відхилення емкости:

[pic] (66)

[pic] (67)

Граничне відхилення ємності дорівнюватиме максимальному з цих значений:

[pic]

Перевіримо умова: [pic] ([pic]

Як бачимо ця умова виконується, з цього витікає, що обраний матеріал нам підходить за своїми характеристикам.

Користуючись цим розрахунком розраховуємо інші конденсатори, а результати запишим в таблицю № 2.

Таблиця № 2.

| |L1 |B1 |L2 |B2 |Lд |Bд |P.S |SP | |С1; C4 |14. 55 |14. 55 |14. 15 |14. 15 |14. 75 |14. 75 |217. 563|200 | |С2; C5 |7. 15 |7. 15 |6. 75 |6. 75 |7. 35 |7. 35 |54. 022 |45. 333 | |С3; C6 |3. 55 |3. 55 |3. 15 |3. 15 |3. 75 |3. 75 |14. 063 |10 |

Заключение

У результаті даного курсового проекту розробили конструкція мікроскладення підсилювача проміжної частоти. Проведено розрахунок топології мікроскладення (розрахунок пасивних елементів схеми та його розташування на підкладці). Розроблено маршрутна технологія мікроскладення. Зроблено аналіз конструкції мікроскладення. Отже, всі вимоги технічного завдання були выполнены.

1. Коледов Л. А. Конструювання й технологія мікросхем. Курсове проектування. М: «Вищу школу» 1984 г.

2. Парфьонов О. Д. Технологія мікросхем М: «Высшая школа» 1986 г.

3. Сажин Б. М. Конструювання пасивних елементів плёночных микросборок

Рязань РРТИ 1987 г.

4. Сажин Б. М. Фотолітографія в технології тонкоплёночных мікросхем і микросборок Рязань РРТИ 1993 г.

5. Сёмин О. С. Конструювання пасивних елементів плёночных микросборок

Рязань РРТИ 1983 г.

6. Сёмин О. С. Конструкція й технологія мікросхем Рязань РРТИ 1978 г.

7. Сёмин О. С. Конструкція й технологія мікросхем ч.1. Рязань РРТИ 1981 г.

8. Сёмин О. С. Конструкція й технологія мікросхем год. 2. Рязань РРТИ 1981 г.

9. Сёмин О. С. Оформлення конструкторської документації на плёночные мікроскладення Рязань РРТИ 1983 г.

10. Сёмин О. С. Методичні вказівки до курсовому проекту по курсу

«конструювання і розрахунок мікросхем» Рязань РРТИ 1971 г.

----------------------- [pic]

Рис. 1 Підсилювач проміжної частоти. Схема електрична принципова № 17

Рис. 2. Резистивная схема

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой