Таблиця 2.2
0,15
-2,60E-03
0,005
0,02
Оскільки отримане значення не є від’ємним, то можемо продовжувати розрахунки.
Визначаємо коефіцієнт форми:
(2.7)
R1
1,5
R2
1
R3
При рекомендується конструювати резистор прямокутної форми типу “смужка”, у якого довжина більше ширини .
Спочатку визначаємо мінімальну ширину резистора, використовуючи умову:
, (2.8)
де - мінімальне значення ширини резистора, обумовлене технологічними можливостями виготовлення;
- мінімальне значення ширини резистора, що забезпечує задану точність виготовлення; - мінімальне значення ширини резистора, що забезпечує задану потужність розсіювання.
Мінімальне значення ширини резистора знаходимо за формулою:
(2.9)
де , - похибки ширини і довжини, що залежать від методу виготовлення.
Мінімальне значення ширини резистора розраховуємо за формулою:
(2.10)
За ширину резистора приймаємо найближче до значення, кратне кроку координатної сітки, прийнятому для креслення топології з урахуванням масштабу. Для тонкоплівкової технології крок координатної сітки звичайно становить 1 або 0,5 мм (у даному випадку, якщо крок 1 мм, масштаб 20:1, то округлення роблимо до розміру, кратного 0,05 мм).
Розрахункову довжину резистора визначаємо за формулою:
(2.11)
За довжину резистора приймаємо найближче до більше ціле значення, кратне кроку координатної сітки, прийнятому для креслення топології з урахуванням масштабу.
Визначаємо повну довжину резистора з урахуванням перекриття контактних площадок. Для резистора, виготовленого масковим методом, вона буде дорівнювати:
, (2.12)
де - розмір перекриття резистивної плівки контактною площадкою.
Потім визначаємо площу, яку займає резистор на підкладці.
(2.13)
Результати розрахунків:
Таблиця 2.8
, м
, м2
, мм2
0,0001
0,000135501
0,001402
0,00145
0,002175
0,002375
3,4438E-06
3,44375
0,000162602
0,000592
0,0006
0,0008
0,00000048
0,48
0,000187
0,0002
0,0004
0,00000008
0,08
Для перевірки знаходимо дійсну питому потужність і похибку резистора. Резистор спроектований задовільно, якщо:
- питома потужність розсіювання не перевищує припустиме значення :
; (2.14)
- похибка коефіцієнта форми не перевищує припустиме значення:
; (2.15)
- сумарна похибка не перевищує допуск:
(2.16)
Розрахунки на основі вищевказаних формул проведені в електронній таблиці Excel та перевірені за допомогою програми, написаної на мові Borland C++ 5.02, роздруківка якої наведена у додатку 3.
Площу плати, необхідну для розміщення усіх елементів IС визначають, виходячи з того, що корисна площа плати, що займається елементами, компонентами і контактними площадками, дещо менша її загальної площі, що обумовлено технологічними вимогами й обмеженнями. З цією метою приймають коефіцієнт використання плата Кs, значення якого в залежності від складності схеми і засобу її виготовлення складає 2...3.
Загальна площа плати:
(2.17)
де - кількість плівкових резисторів;
, - площа i-го резистора;
- кількість навісних транзисторів;
- площа i-го транзистора;
- кількість контактних площадок під виводи корпусу;
- площа контактної площадки;
- кількість контактних площадок під виводи навісних елементів;
- площа контактної площадки.
Отримали Sпідк=26,5 мм2
Розраховану площу плати заокруглюють до площі, найближчої з рекомендованого ряду, що дозволяє орієнтовно визначити конструктивні ознаки корпуса ІС, за якими вибирають типорозмір придатного корпуса з числа нормалізованих.
Довжина l=6мм, ширина b=5 мм, типорозмір підложки – 11.
Обираємо корпус «Тропа».
Топологічне та збиральне креслення наведені у додатку 4.
2.2 Визначення параметрів паразитних елементів ГІС
У розробленій топології є місця, котрі представляють собою паразитні елементи. Ескіз топології наведений на рисунку 1.
Для розрахунку паразитних ємностей використовуємо формулу:
Де b - довжина провідників, w – відстань між провідниками, h – товщина підложки, t – товщина провідників (мм), .
Згідно топології паразитні ємності будуть між виводами 1 і 2, 2 і 3 та 3 і 4, а також між виводами 7 і 8 та 8 і 9.
Розрахунок паразитних ємностей проводимо в програмі Microsoft Excel, записавши необхідні розрахунки.
Виводи 1 і 2 та 6 мають значну відстань паралельного проходження всередині мікросхеми.
Для паразитних індуктивностей використовуємо формулу
(2.12)
Початкові дані для розрахунку та результати зведені до таблиць 2.9 та 2.10.
Таблиця 2.9
Довжина провідників, мм
Відстань між провідниками, мм
Ємність, пФ
Виводи 1 2
3,175
0,2
0,780344
Виводи 2 3
0,75
8,738025
Виводи 3 4
1,4
0,575
7,54662
Виводи 7 8
Виводи 8 9
Таблиця 2.10
Індуктивність, нГ
L1
3,8675
0,693372
L2
3,1755
0,711979
L3
3,2675
0,708133
Програма розрахунку паразитних параметрів знаходиться у додатку 4.
Товщина підкладки h=0,5мм, товщина доріжок t=0.01мм.
3 Аналіз впливу паразитних елементів і забезпечення функціональних властивостей ЗЕМ на базі СхСАПР
Визначені паразитні ємності вводимо до схеми ЗЕМ. Проводимо аналіз схеми у статичному режимі. Для його проведення необхідно провести моделювання схеми при трьох температурах: -60 ۫ , 25 ۫ , 60 ۫.
Також проводимо аналіз ЗЕМ з паразитними елементами у часовій області.
Схема з паразитними елементами, показники напруги та струму в схемах, а також аналіз схеми у часовій області зображені у додатку 5.
В цьому підрозділі проводимо порівняльний аналіз функціональних властивостей ЗЕМ з паразитними параметрами та без них у статичному режимі та у часовій області. Таким чином можемо зробити висновок про вплив паразитних елементів на роботу ЗЕМ і ефективність його конструкторської реалізації у формі ГІС.
Як ми виявили, паразитні параметри майже не впливають на роботу ЗЕМ. Це видно з статичних та часових характеристик які знаходяться а додатках 1, 2, 5.
Висновки
Виконавши курсову роботу розробили принципову схему ЗЕМ, промоделювали її в системі OrCad 9.2. Визначили параметри схеми у статичному режимі та у часовій області. Розробили топологію гібридної інтегральної схеми. Виконали розрахунки паразитних елементів ГІС, визначили їх вплив на робрту схеми у статичному та динамічному режимі.
Страницы: 1, 2
