Расчёт и проектирование резистивных элементов

Плёночный резистор конструктивно состоит из резистивной плёнки определённой конфигурации и контактных площадок. Наиболее распространённые конфигурации резисторов (рис .1):) полосковые;) типа меандр;) составные.

С учётом требований автоматизации проектирования, конфигурации резисторов не должны содержать криволинейных контуров.

Плёночные резисторы должны обладать высокой стабильностью во времени и в интервале температур; низким уровнем шумов; малыми значениями паразитных параметров; требуемой мощностью рассеяния; минимальным значением занимаемой площади.

Сопротивление плёночного резистора прямоугольной формы (рис 2.) определяется по формуле:

(1)

где rv - удельное объёмное сопротивление плёночного материала.

Rk - сопротивление контактных областей.

На практике сопротивлением контактных областей можно пренебречь, т.к. оно значительно меньше сопротивление резистивных плёнок.

Кроме того, учитывая, что удельное сопротивление плёнки зависит от толщины, для расчётов целесообразно использовать не удельное объёмное сопротивление (rv), а удельное сопротивление квадрата плёнки определённой толщины или удельное поверхностное сопротивление (rs)

(2)

Удельное поверхностное сопротивление квадрата плёнки измеряется в Омах на квадрат (W/

) и от размера квадрата не зависит.

Таким образом, учитывая удельное поверхностное сопротивление плёнки (rs), сопротивление резистора можно определить по формуле:

= rs · Kф; (3)

где - коэффициент формы.

На практике конфигурация резисторов определяется коэффициентом формы. Если Кф<10, то выбирается прямоугольная форма. Если Кф>10, то для резистора выбирается "меандр" или составной резистор.

Выбор конфигурации и расчёт размеров резистора производится по заданному номиналу (R) и удельному поверхностному сопротивлению (rs) выбранного материала резистивной плёнки.

При проектировании разрабатываемой тонкоплёночной микросхемы выбирается один и тот же материал и одна и та же технология для изготовления всех резисторов микросхемы.

Затем вычисляется коэффициент формы:

; (4)

Исходя из полученного значения Kф выбирается конфигурация резистора.

При расчёте резисторов прямоугольной формы задаётся ширина плёночного резистора, если Кф>1. Обычно минимальный размер ширины зависит от технологии и составляет порядка (0,1 ÷ 0,2)mm. Затем по формуле

; (5)

вычисляется значение длины резистора.

Особый случай, когда Кф<1, при этом наоборот, задаётся минимально возможное значение длины тела резистора, согласно выбранной технологии изготовления. Минимальная длина резистора не должна быть меньше 0,5 mm. В этом случае при расчёте задаётся lmin = 0,5 mm и рассчитывается значение ширины резистора по формуле:

; (6)

Если Кф>10, то чаще всего выбирается конфигурация резистора типа "меандр" (рис 3). Расчёт резистора типа "меандр" ведётся из условия минимальной площади занимаемой резистором. Исходя из технологических возможностей задаётся минимальная ширина вmin = 0,2 mm, затем определяют длину средней линии меандра (lср) по формуле:

ср = вmin · Кф (7)

Исходя из выбранной технологии изготовления задаётся расстояние между резистивными полосками (а).

Перейти на страницу: 1 2

Прочтите также:

Четырехполюсники, электрические фильтры
Во второй части конспекта по Основам теории цепей (ОТЦ) кратко изложена теория четырехполюсников (4х-П) и более подробно изложена теория электрических фильтров. Анализ и синтез просте ...

Моделирование автоклава с ПИД-регулятором
Современный этап развития автоматизации технологических процессов характеризуется усложнением задач автоматического регулирования и управления, значительным увеличением числа регулируем ...

Этапы проектирования электронных систем
Проектное решение - промежуточное описание проектируемого объекта, полученное на том или ином иерархическом уровне, как результат выполнения процедуры (соответствующего уровня). ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2018 www.techmatch.ru