Українські реферати:
 
Бесплатные рефераты
 

 

 

 

 

 

     
 
Підсилювач проміжної частоти
     

 

Радіоелектроніка

РГРТА

Кафедра КПРА

Курсова робота по курсу: "Технологічні процеси мікроелектроніки"

На тему: "Підсилювач проміжної частоти" < p> Виконав ст. гр. 952

Перевірив:

Рязань 2002

Зміст


Кафедра КПРА 1
Рязань 2001 1
Зміст 2

Вихідні дані: 3
Введення 4
Аналіз технічного завдання 5
Розробка топології 6
Резистори. 6
Конденсатори 11
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
Список літератури 17


Вихідні дані:

Номінали

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 КТ324В 2шт

R6 - Резистор 510 ОМ 1шт;

(СБО.336.031 ТУ)

R8 - Резистор 0.34 kОм 1шт;

R9 - Резистор 2.8 kОм 1шт; ТР1 -
Трансформатор ВЧ. 1шт

Плату слід виготовити методом фотополітографіі.

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

Введення

Постійної тенденцією в радіоелектроніці є зменшення габаритів імас апаратури, підвищення її надійності. До появи інтегральнихмікросхем цей процес протікав у напрямку мініатюризації окремихелементів. Наступним кроком у мініатюризації було створення технікиінтегральних мікросхем. Цей етап принципово відрізнявся від попередніхтим, що в ньому апаратура збирається не з окремих елементів або модулів,а з функціональних схем, утворених в єдиному технологічному процесівиробництва. Основними різновидами технології мікросхем є:плівкова, напівпровідникова та змішана.

У плівковою технології інтегральна мікросхема утворюється нанесенням надіелектричну підкладку в певній послідовності плівок звідповідних матеріалів. Виготовлені таким чином мікросхеминазиваються плівковими інтегральними мікросхемами (ПІМС). Різновидом
ПІМС є гібридні інтегральні мікросхеми (ГІМС), у яких частинаелементів, що мають самостійне конструктивне оформлення, вноситься довигляді навісних деталей.

Надзвичайним важливими характеристиками мікросхем є ступіньінтеграції та щільність упаковки. Ступінь інтеграції представляє показникскладності мікросхеми та характеризується числом що містяться в ній елементіві компонентів. Щільністю упаковки називається відношення числа елементів ікомпонентів мікросхеми до її об'єму.

Аналіз технічного завдання

У цій роботі необхідно розробити топологічний кресленняпідсилювача проміжної частоти. Топологічні називається такий кресленняінтегральної мікросхеми, в якому вказана форма, місце розташування ікомутативність зв'язок елементів на підкладці. У розробку топологіїмікросхеми входить: розрахунок геометрії кожного плівкового елемента і допусківна його розміри, вибір матеріалу для них; визначення оптимальних умоврозташування плівкових і навісних елементів (при цьому повинні враховуватисяпотужності, що розсіюється елементів, можливі паразитні зв'язку між ними та їхвплив на електричні параметри мікросхеми); розрахунок розмірів і вибірматеріалу підкладки, визначення послідовності і вибір технологіїнапилення плівок.

Плату цього пристрою необхідно виготовити фотолітографічнимметодом, тобто потрібні конфігурації плівок отримують в процесі травлення.
Дана плата має стабільно працювати діапазоні температур від -15 до
+400 С.

Розробка топології


Резистори.

У гібридних інтегральних мікросхемах широко застосовуються тонкоплівковірезистори. Зіставляючи фізичні властивості плівок з технічнимивимогами до параметрів резистора, вибирають відповідний матеріал. При цьомукеруються такими міркуваннями: необхідно, щоб резисторзаймав можливо меншу площу, а що розвивається в ньому температура не повиннапорушувати стабільність параметрів, прискорювати процеси старіння, виводитивеличину опору за рамки допуску. По можливості намагаються застосуватибільш товсті плівки, тому що у дуже тонких погіршується стабільністьопору.

З сказаних вище міркувань вибираємо сплав РС-3710, у якого єнаступні характеристики: діапазон опорів 10 ... 20000 Ом, Питомийопір 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.

Так само є конструкційні й технологічні обмеження: мінімальнадовжина резистора l0 = 0.1 мм, мінімальна ширина резистора b0 = 0.05 мм,мінімальна довжина контактного переходу lк = 0.1 мм, мінімальна відстаньміж краями перекривають один одного плівкових елементів h = 0.05 мм.

Для подальшого розрахунку резисторів необхідно знати їх розсіюванупотужність. Для цього скористаємося, як би, спрощеним методом. Для цьоговсі реактивні елементи замінюємо на їх еквівалент по середній частоті роботисхеми, тобто схема буде виглядати наступним чином Рис 2:

Необхідні для розрахунку номінали беремо з вихідних даних стор 3,допустимий відносне відхилення опору від номінального значеннядля всіх резисторів становить.

Для подальшого розрахунку потужності можна скористатися такою формулою:

(1)

а для розрахунку струму в ланцюзі скористаємося законом Ома:

(2).

Визначимо струм в ланцюзі резисторів R9 і R10, для чого підставимо у формулу (2)відповідні дані:

Далі визначимо потужність резисторів R9 і R10 окремо, для цьогоскористаємося формулою (1):

Для резистора R9: мВт.

Для резистора R10: мВт.

Аналогічно і для інших резисторів: < p> Ток в ланцюзі R7 і R8:

Потужність:

Для резистора R7: мВт.

Для резистора R8: мВт.

За допомогою рівнянь Кірхофа знаходимо інші струми:

Ток в ланцюзі R1 і R2: А.

Потужність:

Для резистора R1: мВт.

Для резистора R2: мВт.

Ток в ланцюзі R4 А.

Потужність:

Для резистора R4: мВт. < p> Ток в ланцюзі R3 А.

Потужність:

Для резистора R3: мВт.

Ток в ланцюзі R5 А.

Потужність:

Для резистора R5: мВт.

Подальший розрахунок резисторів будемо проводити відповідно до [].

R1 і R10 = 12 kОм.

Задамося коефіцієнтом впливу (= 0.03 і обчислимо коефіцієнти впливу:

;;;.

Визначимо середнє значення і половини полів розсіювання відносноїпохибки опору, викликаної зміною температури за наступнимиформулами:

; (3).

де - середнє значення температурного коефіцієнта опору резистивної плівки.

, - верхня і нижня граничні температури навколишнього середовища.

; (4).

; (5).

Таким чином, підставляючи вихідні дані у формули (3) - (5) отримуємонаступне:

;;

;

;.

Визначимо середнє значення і половину поля рассеванія відносноїпохибки опору, спричинене старінням резистивного матеріалу поформулами:

(7); (6),

де - середнє значення коефіцієнта старіння резистивної плівкиопору.

- половина поля розсіювання коефіцієнта старіння опору резистивної плівки.

; (7).

; (8).

Таким чином, отримуємо наступне:

(9); (9);

, (10)

Визначимо допустиме значення випадкової складової поля розсіюваннясумарної відносної похибки опору за такою формулою:

; (11)

де:,,

Поклавши МRПР = 0, тоді:

; (12)

Визначимо допустиме значення випадкової складової поля розсіюваннявиробничої відносної похибки опору за наступноюформулою:

(13)

Підставимо обчислені вище значення в дану формулу, отримаємо:

Визначимо допустиме значення випадкової складової поля розсіюваннявиробничої відносної похибки коефіцієнта форми, за наступноюформулою:

(14)

Підставимо значення і отримаємо:

Визначимо розрахункове значення коефіцієнта форм резистора: < p> (15)

Визначимо ширину резистивної плівки:

мм. мм. (16)

мм. мм. (17)

мм. мм.

(18)

Визначимо опір контактного переходу резистора:

(19)

(20) < p> Перевіримо наступне умова:

(21)

Визначимо довжину резистора:

мм. мм. (22)

Тепер визначимо середнє значення коефіцієнта форми:

(23)

Визначимо середнє значення МRПР і половину поля розсіяння (RПРвідносної виробничої похибки:

(24)% (24)

(25)

(26)

(27)

Визначимо граничні умови поля розсіювання відносної похибкиопору резистора:

%

% (28)

% (29)

% (30)

Визначаємо довжину резистивної плівки і площа резистора:

мм. мм2. (31)

Визначимо коефіцієнт навантаження резистора:

(32) (33)

Подібно до цього розрахунку розраховуємо інші резистори, а результатизаносимо в таблицю № 1.

Таблиця № 1

| Резистори | L, мм | b, мм | 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 |

Конденсатори

Конденсатори є широко поширеними елементами гібриднихмікросхем. Плівковий конденсатор є послідовнонанесені на підкладку і один на одного плівки провідника і діелектрика.
Така конструкція плівкових конденсаторів робить їх більш складнимиелементами мікрозборок в порівнянні з резисторами.

Застосування багатошарових конденсаторів з великим числом обкладок призводить доускладнення технології, зниження надійності, електричної міцностіконденсаторів і підвищення їх вартості. Тому в плівкових мікроскладаннях восновному застосовуються лише тришарові конденсатори. Всі характеристикиплівкових конденсаторів залежать від обраних матеріалів. Діелектричнаплівка повинна мати високу адгезію до підкладки і металевим обкладка,володіти високою електричною міцністю і малими діелектричнимивтратами і багатьма іншими вимогами та характеристиками.

Під наші номінали конденсаторів більше підходить боросилікатне скло
(ЕТО.035.015.ТУ) з питомою ємністю 150 ... 400 пФ/мм2, діелектричноїпроникністю (0 = 4, tg (д 0.1 ... 0.15 102, електричної міцністю ЕПР =
300 ... 400 В/мкм, ТКЕ 104 М ((д = 0.36, (((д = 0.01, коефіцієнтом старіння 10 -
5 Мк (д = 1, (к (д = 0.5. Також маємо технологічні обмеження на розміриобкладок: (l = (b = 0.005мм. - максимальне відхилення розмірів обкладок,
МСО = 0.01 - середнє значення виробничої відносної похибкипитомої ємності, (з = 0.005 - половина поля розсіювання виробничоївідносної похибки питомої ємності.

Обчислимо середнє значення відносної похибки питомої ємності,
Викликаною зміною температури, Мcotb при верхній і Мcotn при нижнійграничної температурі:

%

% (34)

Середнє значення відносної похибки ємності, викликаної зміноютемператури (2.17; 2.18 [5 ]):

(35)

%%

Половини полів розсіювання відносної похибки граничної ємності, викликаної зміною температури:

% (36)

Половини полів розсіювання відносної похибки ємності, викликаної зміною температури (2.20; 2.21 [5 ]):

( 37)

%

Середнє значення відносної похибки питомої ємності, викликаноїстарінням діелектричної плівки:

% (38)

Середнє значення відносної похибки ємності, викликаної старінням діелектричної плівки (2.23; 2.24 [5 ]):

(39 )

%

Половина поля розсіювання відносної похибки питомої ємності,викликаної старінням діелектричної плівки:

% (40)

Половина полів розсіювання відносної похибки ємності, викликаноїстарінням діелектричної плівки (2.26; 2.27 [5 ]):

(41)

%

Знайдемо суму середніх значень відносних похибок:

% (42)

% (43)

Введемо коефіцієнт запасу на догляд ємності під дією не обліковихфакторів:

Визначимо допустиме значення половини поля розсіяння, виробничоївідносної похибки активної площі:

%

%

- мінімальне значення двох попередніх.

Допустимий коефіцієнт форми активної площі конденсатора:

(46)

Коефіцієнт форми беремо з умови 2.39 [5]:

(47)

К = 1.

Визначимо максимальну питому ємність, обумовлену заданим допускомна місткість за технічними параметрами:

пФ/мм2 (48)

Коефіцієнт запасу електричної міцності конденсатора приймаємо рівний
2:

Визначимо максимальну питому ємність, обумовлену електричноїміцністю міжшарових діелектрика і робочою напругою:

пФ/мм2 (49)

мм. - Мінімальна товщина діелектрика, тоді максимальна питомаємність з допустимого рівня виробничого шлюбу:

пФ/мм2 (50)

Визначимо мінімальну питому ємність, прийнявши значення максимальноїтовщини діелектрика:

мм.

Тоді:

пФ/мм2 (51)

Виберемо питому ємність з умови:

(52)

пФ/мм2

Визначимо відповідну С0 товщину діелектрика:

мм. (53)

Визначимо розрахункову активну площа конденсатора:

мм2 (54)

Визначимо розрахункове значення довжини і ширини верхній обкладки конденсаторапри вибираємо коефіцієнті форми:

мм. мм. (55)

З урахуванням масштабу фото оригіналу:

мм. мм.

(= 0.2 мм. - мінімальна відстань краєм нижньої і верхньої обкладок,обумовлене вибраної технологією.

Визначимо розрахункове значення довжини і ширини нижній обкладки конденсатора:

мм. мм. (57)

З урахуванням масштабу фото оригіналу:

мм. мм.

мм. - Мінімальна відстань між краєм нижньої обкладки ідіелектричним шаром, обумовлене вибраної технологією.

Визначимо розрахункове значення довжини і ширини діелектричного шаруконденсатора:

мм. мм. (59)

З урахуванням масштабу фото оригіналу:

мм. мм.

Визначимо площу, займану конденсатором:

мм2 (61)

Визначимо точність ємності сконструйованого конденсатора. Для цьоговизначимо середнє значення відносної похибки активної площі:

(62)

Визначимо середнє значення виробничої похибки:

(63)

визначимо поле розсіювання відносної похибки активної площі:

(64)

Визначимо поле розсіювання виробничої похибки:

(65)

Визначимо позитивне і негативне значення граничного відхиленняємності:

(66)

(67)

Граничне відхилення ємності дорівнюватиме максимальному з цих значень:

Перевіримо умову: (

Як видно ця умова виконується, з цього випливає, що обранийматеріал нам підходить за своїми характеристиками.

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

Таблиця № 2.

| | L1 | B1 | L2 | B2 | Так що | Bд | 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 |

Висновок

У ході даного курсового проекту була розроблена конструкція мікрозборкипідсилювача проміжної частоти. Проведено розрахунок топології мікроскладені
(розрахунок пасивних елементів схеми та їх розташування на підкладці).
Розроблено маршрутна технологія мікроскладені. Зроблено аналіз конструкціїмікроскладені. Таким чином, всі вимоги технічного завдання буливиконані.

Список літератури

1. Коледов Л.А. Конструювання та технологія мікросхем. Курсове проектування. М: «Вища школа» 1984 г.

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

3. Сажин Б.Н. Конструювання пасивних елементів плівкових мікрозборок

Рязань РРТІ 1987

4. Сажин Б.Н. Фотолітографія в технології тонкоплівкових мікросхем і мікрозборок Рязань РРТІ 1993

5. Сьомін А.С. Конструювання пасивних елементів плівкових мікрозборок

Рязань РРТІ 1983

6. Сьомін А.С. Конструкція і технологія мікросхем Рязань РРТІ 1978

7. Сьомін А.С. Конструкція і технологія мікросхем ч.1. Рязань РРТІ 1981

8. Сьомін А.С. Конструкція і технологія мікросхем ч. 2. Рязань РРТІ 1981

9. Сьомін А.С. Оформлення конструкторської документації на плівкові мікроскладені Рязань РРТІ 1983

10. Сьомін А.С. Методичні вказівки до курсового проекту по курсу

«конструювання і розрахунок мікросхем» Рязань РРТІ 1971

------------------ -----< br>

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

Рис.2. Резистивна схема


     
 
     
Реферат Банк
 
Рефераты
 
Бесплатные рефераты
 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
  Все права защищены. Українські реферати для кожного учня !