Розрахунок та проектування тонкоплівкового підсилювача потужності

ВПУ-313.

Тема: Дизайн REA.

Група: РА-6.

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ.

На тему: Розрахунок і проектування в тонкоплівці

продуктивність схеми підсилювача потужності.

Учень: Короткова Є.В

вчитель:

Даніелян В.С

Дата видачі вакансії:

Дата завершення проектування:

Москва 1997

Ця схема являє собою підсилювач потужності на основі біполярного транзистора, підключеного за схемою OE. Перехідний конденсатор С1 пропускає змінну складову напруги джерела сигналу у вхідний ланцюг і не пропускає постійну складову. Блокуючий конденсатор С2 шунтує резистор змінного струму R4, таким чином усуваючи негативний зворотний зв’язок змінного струму. Відсутність конденсатора С2 призведе до зниження коефіцієнта посилення каскаду. У нижчій частотній області на роботу підсилювача впливають перехідні та блокувальні конденсатори, у вищій — залежність від частоти коефіцієнта базового струму, ємності колектора та ємності навантаження.

Резистори:

R1 = 2200 Ом

R2 = 480 Ом

R3 = 4500 Ом

R4 = 120 Ом

h = 100 мкм

бтех = 100 мкм

l = 100 мкм

b = 100 мкм

R1 = 10%

R2 = 0,9%

R3 = 7,2%

R4 = 0,9%

s = 0,4%

соптом = 300 Ом /

P1 = 50 мВт

P2 = 25 мВт

P3 = 7 мВт

P4 = 25 мВт

Конденсатори:

C1 = 80 пФ

С2 = 2200 пФ

Ураб = 10 дюймів

Co = 20 пф / мм * мм

 = 5,2

tg = 0,002

Kz = 3

Тмакс = 60°C

c = 3%

l = 25 мкм

Вибір способу виготовлення тонкоплівкового GIMS.

Виходячи з даних, видно, що похибка виготовлення резисторів і конденсаторів становить не більше 10%. Для виготовлення схеми підсилювача потужності вибираємо метод фотолітографії, оскільки цей метод дає більш високу точність при виготовленні GIMS і більший відсоток виходу відповідної продукції при серійному і великосерійному виробництві.

1. Вибір діелектричного матеріалу.

Вибір діелектричного матеріалу здійснюється згідно з таблицею 3, виходячи з

вихідні дані.

Для С1 — електровакуумне скло С 41 — 1.

Для С2 — електровакуумне скло С 41 — 1.

Матеріалом пластин для цих конденсаторів буде Al.

2. Визначення товщини очищеного діелектрика.

d=0,0885*/Co

d=0,02301 мм

3. Визначення площі перекриття обкладок конденсатора.

S=C/Co*Kz

СC1= 20 мм * мм

СC2= 550 мм * мм

4. Визначення розмірів обкладок конденсатора.

Розміри верхніх пластин конденсаторів будуть дорівнювати:

__

лв= бв= С

лвC1= бвC1=4,472 мм

лвC2= бвC2=23,452 мм

Розміри нижніх пластин конденсаторів з урахуванням допусків на

перекриття, буде дорівнювати:

лале=бале= лв+2(l+g)

лалеC1=балеC1=4,922 мм

лалеC2=балеC2=23,902 мм

5. Визначення розмірів міжшарового діелектрика.

лд/д= бд/д =лале+ 2(l+f)

лд/е С1=бд/е С1=5,372 мм

лд/е С2=бд/е С2=24,352 мм

6. Визначення площі, яку займають конденсатори, за розміром діелектрика.

С = лд/д* бд/д

СC1 = 28,858 мм*мм

СC2 = 593,0199 мм*мм

1. Вибір матеріалу резистивної плівки.

Для R1 — ніхром Х20Н80.

Для R2 — ніхром Х20Н80.

Для R3 — ніхром Х20Н80.

Для R2 — ніхром X20H80.

Перевіримо, чи правильно підібраний матеріал резистивного шару.

f = R/R*100 — с/с*сто;

fодин = 0,3212

f2 = 0,0542

f3 = 0,0267

f4 = 0,6167

Резистивний матеріал вибрано правильно. phодин;  f 2;  f 3;  f 4 > 0

Ми використовуємо Cu як матеріал прокладки.

2. Визначення коефіцієнтівІформа резисторів.

Форм-фактор визначається за формулою: Кf=;

ДОf1 = 7,3

ДОf2 = 1,6

ДОf3 = 15

ДОf4 = 0,4

3. Визначення конструкції резисторів за значенням коефіцієнтівІent форма.

Для R1 — Форма прямокутна, тому що 1  Кf  10

Для R2 — Форма прямокутна, тому що 1  Кf  10

Для R3 — Складена форма меандру, оскільки 10  Кf  50

Для R4 — прямокутна форма, тому що ТОf

ширина > довжина

4. Визначення ширини резисторів.

Точна ширина резисторів розраховується за формулою:

бточний= (л/кf+б)/f;

Розрахунок ширини резисторів з урахуванням їх потужності:

бР= ;

Для R1 — бР = 0,58 мм

Для R2 — бР = 0,88 мм

Для R3 — бР = 0,15 мм

Для R4 — бР = 1,76 мм

Для R1 — бточний = 0,8849 мм

Для R2 — бточний = 4,9 мм

Для R3 — бточний = 9,9875 мм

Для R4 — бточний = 1,4188 мм

З усіх значень ширини опору вибираємо максимальну

значення:

R1 макс [ bтехн=0.1мм bточн=0,88 мм bp=0,58 мм] бодин=0,88 мм

R2 макс [ bтехн=0.1мм bточн=4,9 мм bp=0,88 мм] б2=4,9 мм

R3 макс [ bтехн=0.1мм bточн=9,98 мм bp=0,15 мм] б3=9,98 мм

R4 макс [ bтехн=0.1мм bточн=1,41 мм bp=1,76 мм] б4=1,76 мм

5. Розрахунок довжинис резисторов.

Розрахована довжина резистора визначається як: Лрозрах = б*Кf;

Загальна довжина резистора визначається як: Лповний = Лрозрах +2 год;

Лрозрахований R1 = 6,424 мм

Лрозрахований R2 = 7,84 мм

Лрозрахунок R3 = 149,7 мм

Лрозрахунок R4 = 0,704 мм

Лповний R1 = 6,624 мм

Лповний R2 = 8,04 мм

Лповний R3 = 149,9 мм

Лповний R4 = 0,904 мм

6. Розрахунок площі резисторів.

С = Лповний * б

СR1 = 5,829 мм*мм

СR2 = 39,396 мм*мм

СR3 = 1496 мм*мм

СR4 = 1,59 мм*мм

Всі отримані значення резисторів наведені в таблиці:

чинити опірпроР

Номінал

Матеріал

резистор

Розміри

б, мм

Розміри

л, мм

Розміри

S, мм*мм

коеф.

форми

R1

2,2 кОм

X20H80

0,88

6,624

5.83

7.3

R2

480 Ом

X20H80

4.9

8.04

39,39

1.6

R3

4,5 кОм

X20H80

9,98

149.9

1496 р

15

R4

120 Ом

X20H80

1,76

0,904

1.59

0.4

1. Площа підкладки розраховується за формулою:

Созначає= КС;

СР = R1+R2+R3+R4

СР = 1542,81 мм*мм

СC = C1+C2

СC = 621,87 мм*мм

СКП = 48 мм*мм

СХ.Е.= 120 мм*мм

В КС = 2 виходить:

Созначає= 2332,68 мм*мм

Сфакт.неправда= 45 * 52 = 2340 мм * мм