Курсовая работа: Конструирование микросхем и микропроцессоров

--PAGE_BREAK--
2. Определяем диапазон <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">, в котором можно вести расчет:

            0,02 Rmax <  <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">  < Rmin      Þ    900 < <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> < 500

            Видим, что неравенство не выполняется, значит все эти резисторы изготовить из одного материала невозможно. Чтобы мы все же могли изготовить резисторы, надо разбить их на две группы и для каждой группы выбрать свой материал.
Таблица 5.  Разбивка резисторов на группы

           

Первая группа

R1, R6, R7, R9, R10, R12, R13, R14, R16, R17, R18, R19  (500 — 4250 Ом)

Вторая группа

R2, R3, R4, R5, R8, R11, R15  (10 — 45 кОм)

           

Расчет резисторов первой группы.
1. Определяем диапазон <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037"> , в котором можно вести расчет:

            0,02 Rmax < <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038"> < Rmin     Þ    85 < <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> < 500

            Видим, что неравенство выполняется, следовательно эти резисторы выполняются из одного материала. Для того чтобы резисторы были как можно меньше выберем материал с как можно большим удельным поверхностным сопротивлением (<img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">). Остановим свой выбор на материале “МЛТ-3М”. Этот материал обладает следующими характеристиками:
Таблица 6.  Материал для первой группы резисторов

 

№

Наименование

<img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">, Ом/
€

a
R , 1/
°C

P
0 , мВт/мм
2

S, %/10
3 час

1

Сплав МЛТ-3М sК0,028,005, ТУ

200 -500

0,0002

10

0,5



            Как уже говорилось, <img width=«13» height=«17» src=«ref-1_1947292303-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042"> лучше взять  как можно больше, т.е. в данном случае это <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">=500. Этот материал обладает неплохими характеристиками, присущими резистивным материалам, а именно: низким ТКС (aR), низким коэффициентом нестабильности (старения) (S), хорошей адгезией и технологичностью.
2. Вычислим относительную температурную погрешность:

            <img width=«152» height=«25» src=«ref-1_1947292497-315.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">=0,0002(150-20)=0,026
3. Вычислим относительную погрешность старения:

            <img width=«228» height=«45» src=«ref-1_1947292812-655.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">, где

            tисп   — время испытания за которое определен коэффициент старения S;

            tисп  = 1000 часов.
4. Вычислим относительную погрешность контактирования:

            <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1947293467-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">= 0,01 — 0,03  Þ  зададимся <img width=«12» height=«23» src=«ref-1_1947293630-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"><img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1947293467-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">=0,01
5. Вычислим относительную погрешность формы:

            gкф =  gR — <img width=«24» height=«25» src=«ref-1_1947290172-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> — <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1947294000-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050"> — <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1947293467-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">   — <img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1947294297-174.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052"> = 0,2 — 0,1 — 0,026 — 0,025 -0,01=0,039;
6. Определение вида резистора (подстраиваемый или неподстраиваемый):

            gкф  > Db/bmax , где bmax = 2 мм     Þ     gкф  >  0,01  Þ   резистор неподстраиваемый.

                Предпочтение отдается неподстраиваемому резистору.



7. Вычислим коэффициент формы рассчитываемого резистора:

                <img width=«63» height=«45» src=«ref-1_1947294471-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053"> = 950/500 = 1,9;
8. Определение вида резистора (прямой или меандр):

            Если коэффициент формы меньше 10, то резистор прямой, а если больше десяти, то резистор изготовляется в форме меандра. Предпочтение отдается прямому резистору. В данном случае резистор изготовляется прямым.
9. Определение ширины резистора по мощности рассеяния:

            <img width=«300» height=«52» src=«ref-1_1947294688-837.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
10. Определение основного размера по заданной точности:

            <img width=«323» height=«49» src=«ref-1_1947295525-726.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">, где Dl=Db=0,02 при условии, что коэффициент формы больше единицы.
11. Выбор основного размера:

            <img width=«119» height=«29» src=«ref-1_1947296251-364.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">       Þ        b = 0,78 мм
12. Определение длины резистора:

            <img width=«203» height=«25» src=«ref-1_1947296615-374.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">
13. Проверка проведенных расчетов:

            <img width=«196» height=«44» src=«ref-1_1947296989-444.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">Ом     Þ      расчет выполнен правильно !
            На этом этапе мы рассчитали первый резистор из первой группы (R1). Расчет остальных резисторов этой группы аналогичен и далее не приводится. Результаты расчета всех резисторов данной группы сведены в таблицу.
Таблица 7.  Результаты расчета резисторов первой группы



Резистор

Кф

bmin
g
, мм

bmin p, мм

b, мм

l, мм

Вид резистора

R1

1,9

0,78

0,0086

0,78

1,48

Прямой, неподстр.

R6

1,9

0,78

0,0000053

0,78

1,48

Прямой, неподстр.

R7

8,5

0,57

0,02

0,57

4,85

Прямой, неподстр.

R9

1

1,03

0,086

1,03

1,03

Прямой, неподстр.

R10

6

0,60

0,03

0,60

3,60

Прямой, неподстр.

R12

1

1,03

0,15

1,03

1,03

Прямой, неподстр.

R13

2

0,77

0,03

0,77

1,54

Прямой, неподстр.

R14

7

0,59

0,39

0,59

4,13

Прямой, неподстр.

R16

7

0,59

0,0043

0,59

4,13

Прямой, неподстр.

R17

5

0,62

0,083

0,62

3,10

Прямой, неподстр.

R18

2

0,77

0,10

0,77

1,54

Прямой, неподстр.

R19

2

0,77

0,10

0,77

1,54

Прямой, неподстр.



           

                На этом расчет резисторов первой группы завершен. Все резисторы получились прямыми и неподстраиваемыми. Благодаря этому размеры резисторов минимальны, что позволит располагать их на подложке компактно и с наибольшей степенью интеграции.



Расчет резисторов второй группы.



1. Определяем диапазон <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">, в котором можно вести расчет:

            0,02 Rmax < <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060"> < Rmin     Þ    900 < <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061"> < 10000

            Видим, что неравенство выполняется, следовательно эти резисторы выполняются из одного материала. Для того чтобы резисторы были как можно меньше выберем материал с как можно большим удельным поверхностным сопротивлением (<img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">). Остановим свой выбор на материале “КЕРМЕТ”. Этот материал обладает следующими характеристиками:
Таблица 8.  Материал для второй группы резисторов

 

№

Наименование

<img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1947291503-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">, Ом/
€

a
R , 1/
°C

P
0 , мВт/мм
2

S, %/10
3 час

2

Кермет К-50С

ЕТО,021,013, ТУ

5000

0,0004

10

0,5



                Этот материал обладает хорошими характеристиками, свойственными резистивным материалам, а именно: низким ТКС (aR), низким коэффициентом нестабильности (старения) (S), хорошей адгезией и технологичностью.
2. Вычислим относительную температурную погрешность:

            <img width=«152» height=«25» src=«ref-1_1947292497-315.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">=0,0004(150-20)=0,052
3. Вычислим относительную погрешность старения:

            <img width=«228» height=«45» src=«ref-1_1947292812-655.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">, где

            tисп   — время испытания за которое определен коэффициент старения S;

            tисп  = 1000 часов.
4. Вычислим относительную погрешность контактирования:

            <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1947293467-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">= 0,01 — 0,03  Þ  зададимся <img width=«12» height=«23» src=«ref-1_1947293630-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067"><img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1947293467-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">=0,01
5. Вычислим относительную погрешность формы:

            gкф =  gR — <img width=«24» height=«25» src=«ref-1_1947290172-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069"> — <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1947294000-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">-  <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1947293467-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">  — <img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1947294297-174.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072"> = 0,22 — 0,1 — 0,052 — 0,025 -0,01=0,033;
6. Определение вида резистора (подстраиваемый или неподстраиваемый):

            gкф  > Db/bmax , где bmax = 2 мм     Þ     gкф  >  0,01  Þ   резистор неподстраиваемый.

                Предпочтение отдается неподстраиваемому резистору.



7. Вычислим коэффициент формы рассчитываемого резистора:

                <img width=«63» height=«45» src=«ref-1_1947294471-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073"> = 14000/5000 = 2,8;
8. Определение вида резистора (прямой или меандр):

            Если коэффициент формы меньше 10, то резистор прямой, а если больше десяти, то резистор изготовляется в форме меандра. Предпочтение отдается прямому резистору. В данном случае резистор изготовляется прямым.
9. Определение ширины резистора по мощности рассеяния:

            <img width=«316» height=«52» src=«ref-1_1947300124-867.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">
10. Определение основного размера по заданной точности:

            <img width=«324» height=«49» src=«ref-1_1947300991-732.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">, где Dl=Db=0,02 при условии, что коэффициент формы больше единицы.
11. Выбор основного размера:

            <img width=«119» height=«29» src=«ref-1_1947296251-364.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">       Þ        b = 0,82 мм
12. Определение длины резистора:

            <img width=«200» height=«25» src=«ref-1_1947302087-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">
13. Проверка проведенных расчетов:

            <img width=«219» height=«44» src=«ref-1_1947302458-483.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">Ом     Þ      расчет выполнен правильно !
            На этом этапе мы рассчитали первый резистор из второй группы (R2). Расчет остальных резисторов этой группы аналогичен и далее не приводится. Результаты расчета всех резисторов данной группы сведены в таблицу.
Таблица 9.  Результаты расчет резисторов второй группы



Резистор

Кф

bmin
g
, мм

bmin p, мм

b, мм

l, мм

Вид резистора

R2

2,8

0,82

0,0011

0,82

2,30

Прямой, неподстр.

R3

9

0,67

0,052

0,67

6,03

Прямой, неподстр.

R4

7

0,70

0,053

0,70

4,90

Прямой, неподстр.

R5

2,5

0,85

0,0185

0,85

1,03

Прямой, неподстр.

R8

2,5

0,85

0,36

0,85

2,13

Прямой, неподстр.

R11

2

0,91

0,47

0,91

1,82

Прямой, неподстр.

R15

2

0,91

0,00014

0,91

1,82

Прямой, неподстр.



                На этом расчет резисторов второй группы завершен. Все резисторы получились прямыми и неподстраиваемыми. Вследствие этого размеры резисторов минимальны, что позволит располагать их на подложке компактно и с наибольшей степенью интеграции.
Расчет резисторов закончен !    продолжение
--PAGE_BREAK--