Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении усилителя мощности

ВПУ-313.Группа РА-6. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.На тему Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении схемы усилителя мощности.Учащегося Короткова Е. В. Преподаватель Даниелян В.С. Дата выдачи задания Дата окончанияпроектирования Москва 1997г.Схема усилителя мощности.Эта схема представляет собой усилитель мощности набиполярном транзисторе, включенном по схеме с ОЭ. Переходной конденсатор C1пропускает во входную цепь переменную составляющую напряжения источника сигналаи не пропускает постоянную составляющую.

Блокирующий конденсатор C2 шунтируетрезистор R4 по переменному току, исключая тем самым отрицательную обратнуюсвязь по переменным составляющим.Отсутствие конденсатора C2 привело бы куменьшению усиления каскада. В области низших частот на работу усилителяоказывают влияние переходной и блокирующий конденсаторы, в области высшихчастот частотная зависимость коэффициента тока базы, коллекторная емкость иемкость нагрузки.Описаниеэлементов.Резисторы R1 2200 Ом R2 480 Ом R3 4500 Ом R4 120 Ом h 100 мкм bтехн 100 мкм Dl 100 мкм Db 100 мкм DR1 10 DR2 0,9 DR3 7,2 DR4 0,9 Drs 0,4 rsопт 300 Ом P1 50 мВт P2 25 мВт P3 7 мВт P4 25 мВт Конденсаторы С1 80 пф С2 2200 пф Uраб 10 в Со 20 пф мм мм e 5,2 tgr 0,002 Кз 3 Tmax 60 C Dc 3 Dl 25 мкм Выбор методаизготовления тонкопленочной ГИМС.Исходя из данных видно, что погрешность изготовлениярезисторов и конденсаторов не более 10 . Для изготовления схемы усилителямощности выбираем метод фотолитографии, т. к. этот метод дает более высокуюточность изготовления ГИМС и более высокий процент выхода годных изделий при серийноми крупносерийном производстве.

Расчет конденсаторов.1. Выбор материала диэлектрика. Выбор материала диэлектрика производят потаблице 3, исходя из исходных данных.

Для C1 электровакуумное стекло C 41 - 1. Для C2 электровакуумное стекло C 41 - 1. Материалом обкладок для этих конденсаторовбудет Al.2. Определение уточненной толщины диэлектрика. d 0,0885 e Co d 0,02301мм 3. Определение площади перекрытия обкладок конденсаторов. S C Co Кз SС1 20 мм мм SС2 550 мм мм4. Определение размеров обкладок конденсаторов. Размеры верхних обкладок конденсаторов будутравны lв.о. bв.о. S lв.о.С1 bв.о.С1 4,472 мм lв.о.С2 bв.о.С2 23,452 мм Размеры нижних обкладокконденсаторов, с учетом допусков на перекрытие, будут равны lн.о. bн.о. lв.о. 2 Dl g lн.о.С1 bн.о.С1 4,922 мм lн.о.С2 bн.о.С2 23,902 мм5. Определение размеров межслойного диэлектрика. lд э bд э lн.о. 2 Dl f lд э С1 bд э С1 5,372 мм lд э С2 bд э С2 24,352 мм6. Определение площади, занимаемой конденсаторами, поразмерам диэлектрика. S lд э bд эSС1 28,858 мм мм SС2 593.0199мм мм Расчетрезисторов.1. Выбор материала резистивной пленки. Для R1 - нихром X20H80. Для R2 - нихром X20H80. Для R3 - нихром X20H80. Для R2 - нихром X20H80. Проверим, правильно ли выбран материалрезистивного слоя. Dф DR R 100 -Drs rs 100 Dф1 0,3212 Dф2 0,0542 Dф3 0,0267 Dф4 0,6167 Резистивныйматериал выбран верно т.к. Dф1 D ф2 D ф3 D ф4 gt 0 Вкачестве материала контактных площадокиспользуем Cu. 2. Определение коэффициента формы резисторов. Коэффициент формы определяется поформуле Kф Кф1 7,3 Кф2 1,6 Кф3 15 Кф4 0,3. Определение конструкции резисторов по величинекоэффициента формы. Для R1 - Формапрямоугольная, т.к. 1 Кф 10 Для R2 - Форма прямоугольная, т.к. 1 Кф 10 Для R3 -Форма составной меандр, т.к. 10 Кф 50 Для R4 - Форма прямоугольная,т.к. Кф lt 1, но получается, что ширина gt длины4. Определение ширины резисторов. Рассч т точнойширины резисторов производится по формуле bточн Dl Кф Db Dф Рассч т ширины резисторов сучетом их мощности bр Для R1 - bр 0,58 мм Для R2 - bр 0,88 мм Для R3 - bр 0,15 мм Для R4 - bр 1,76 ммДля R1 - bточн 0,8849 ммДля R2 - bточн 4,9 ммДля R3 - bточн 9,9875 ммДля R4 - bточн 1,4188 мм Выбираем извсех значений ширины сопротивления максимальное значение R1 max bтехн 0.1мм bточн 0,88мм bp 0,58 мм b1 0,88мм R2 max bтехн 0.1мм bточн 4,9 мм bp 0,88мм b2 4,9 мм R3 max bтехн 0.1мм bточн 9,98мм bp 0,15 мм b3 9,98мм R4 max bтехн 0.1мм bточн 1,41мм bp 1,76 мм b4 1,76мм5. Расчет длины резисторов. Расчетная длина резистора определяетсякак Lрасч b Kф Полная длина резистораопределяется как Lполн Lрасч 2h LрасчR1 6,424 мм Lрасч R2 7,84мм Lрасч R3 149,7мм Lрасч R4 0,704мм Lполн R1 6,624 мм Lполн R2 8,04 мм Lполн R3 149,9 мм Lполн R4 0,904 мм6. Расчет площади резисторов. S Lполн b SR1 5,829 мм мм SR2 39,396 мм мм SR3 1496 мм мм SR4 1,59 мм ммВсе полученные значения резисторов приведены втаблице ETH eth Номинал Материал Резистора Размеры b, мм Размеры l, мм Размеры S, мм мм Коэф. формы 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 15 R4 120 Ом X20H80 1,76 0,904 1,59 0,4 Расчетплощади поверхности.1. Площадь подложки расчитывается по формуле Sподл. KS S R R1 R2 R3 R4 S R 1542,81 мм мм S C C1 C2 S C 621,87 мм мм S КП 48 мм мм S Н.Э. 120 мм мм При KS 2 получается Sподл. 2332,68мм мм Sфакт.подл. 45 52 2340 мм мм.