Технология

Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении усилителя мощности



                                  ВПУ-313.



Предмет: Проектирование РЭА.
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  окончания  проектирования:



                                Москва 1997г.

Схема усилителя мощности.

 [pic]

Эта схема представляет собой усилитель мощности на  биполярном  транзисторе,
включенном по схеме с ОЭ. Переходной конденсатор C1  пропускает  во  входную
цепь переменную составляющую напряжения источника сигнала  и  не  пропускает
постоянную составляющую. Блокирующий конденсатор C2  шунтирует  резистор  R4
по переменному току, исключая тем  самым  отрицательную  обратную  связь  по
переменным составляющим. Отсутствие конденсатора C2 привело бы к  уменьшению
усиления каскада. В области низших  частот  на  работу  усилителя  оказывают
влияние переходной и блокирующий конденсаторы, в  области  высших  частот  –
частотная  зависимость  коэффициента  тока  базы,  коллекторная  емкость   и
емкость нагрузки.

Описание элементов.



Резисторы:

|R1 = 2200 Ом          |(l = 100 мкм          |((s = 0,4%            |
|R2 = 480 Ом           |(b = 100 мкм          |(sопт = 300 Ом /(     |
|R3 = 4500 Ом          |(R1 = 10%             |P1 = 50 мВт           |
|R4 = 120 Ом           |(R2 = 0,9%            |P2 = 25 мВт           |
|h = 100 мкм           |(R3 = 7,2%            |P3 = 7 мВт            |
|bтехн = 100 мкм       |(R4 = 0,9%            |P4 = 25 мВт           |


Конденсаторы:

|С1 = 80 пф            |( = 5,2               |Tmax = 60 (C          |
|С2 = 2200 пф          |tg( = 0,002           |(c = 3%               |
|Uраб = 10 в           |Кз = 3                |(l = 25 мкм           |
|Со = 20 пф/мм*мм      |                      |                      |



Выбор метода изготовления тонкопленочной ГИМС.


Исходя  из  данных  видно,  что  погрешность   изготовления   резисторов   и
конденсаторов не  более  10%.  Для  изготовления  схемы  усилителя  мощности
выбираем метод фотолитографии, т. к. этот метод дает более высокую  точность
изготовления  ГИМС  и  более  высокий  процент  выхода  годных  изделий  при
серийном и крупносерийном производстве.



 Расчет конденсаторов.


1. Выбор материала диэлектрика.

     Выбор материала диэлектрика производят по таблице 3, исходя из
     исходных данных.

     Для C1 – электровакуумное стекло C 41 - 1.
     Для C2 – электровакуумное стекло C 41 - 1.

     Материалом обкладок для этих конденсаторов будет Al.

2. Определение уточненной толщины диэлектрика.

     d=0,0885*(/Co
     d=0,02301 мм

3. Определение площади перекрытия обкладок конденсаторов.

     S=C/Co*Кз
     SС1=20 мм*мм
     SС2=550 мм*мм

4. Определение размеров обкладок конденсаторов.

     Размеры верхних обкладок конденсаторов будут равны:
                          __
     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 обкладок конденсаторов, с учетом допусков на
     перекрытие, будут равны:

     lн.о.=bн.о.= lв.о.+2((l+g)
     lн.о.С1=bн.о.С1=4,922 мм
     lн.о.С2=bн.о.С2=23,902 мм

5. Определение размеров межслойного диэлектрика.

     lд/э= bд/э =lн.о.+ 2((l+f)
     lд/э С1=bд/э С1=5,372 мм
     lд/э С2=bд/э С2=24,352 мм

6. Определение площади, занимаемой конденсаторами, по размерам
   диэлектрика.

   S = lд/э* bд/э
   SС1 = 28,858 мм*мм
     SС2 = 593.0199 мм*мм



Расчет резисторов.


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 материал резистивного слоя.

     (ф = (R/R*100 - ((s/(s*100;
     (ф1 = 0,3212
     (ф2 = 0,0542
     (ф3 = 0,0267
     (ф4 = 0,6167

     Резистивный материал выбран верно т.к.  (ф1; ( ф 2; ( ф 3; ( ф 4 > 0
     Вкачестве материала контактных площадок используем Cu.

2. Определение коэффициента формы резисторов.
     Коэффициент формы определяется по формуле:  Kф=[pic];
     Кф1 = 7,3
     Кф2 = 1,6
     Кф3 = 15
     Кф4 = 0,4

3. Определение конструкции резисторов по величине коэффициента формы.

     Для R1 - Форма прямоугольная, 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 < 1, но получается, что
                    ширина > длины


4. Определение ширины резисторов.

   Рассчёт точной ширины резисторов производится по формуле:

     bточн= ((l/Кф+(b)/(ф;

     Рассчёт ширины резисторов с учетом их мощности:

     bр= [pic];

     Для R1 - bр = 0,58 мм
     Для R2 - bр = 0,88 мм
     Для R3 - bр = 0,15 мм
     Для R4 - bр = 1,76 мм
Для R1 - bточн = 0,8849 мм
Для R2 - bточн = 4,9 мм
Для R3 - bточн = 9,9875 мм
Для R4 - bточн = 1,4188 мм

     Выбираем из всех значений ширины сопротивления максимальное
     значение:

     R1 max [ bтехн=0.1мм  bточн=0,88 мм bp=0,58 мм]   b1=0,88 мм
     R2 max [ bтехн=0.1мм  bточн=4,9   мм bp=0,88 мм]   b2=4,9 мм
     R3 max [ bтехн=0.1мм  bточн=9,98 мм bp=0,15 мм]   b3=9,98 мм
     R4 max [ bтехн=0.1мм  bточн=1,41 мм bp=1,76 мм]   b4=1,76 мм


   Расчет длины резисторов.



     Расчетная длина резистора определяется как:  Lрасч = b*Kф;

     Полная длина резистора определяется как:      Lполн = Lрасч +2h;

        Lрасч R1 = 6,424 мм
     Lрасч R2 = 7,84 мм
     Lрасч R3 = 149,7 мм
     Lрасч R4 = 0,704 мм


 Lполн R1 = 6,624 мм
 Lполн R2 = 8,04 мм
 Lполн R3 = 149,9 мм
 Lполн R4 = 0,904 мм

5. Расчет площади резисторов.

    S = Lполн * b
     SR1 = 5,829 мм*мм
     SR2 = 39,396 мм*мм
     SR3 = 1496 мм*мм
     SR4 = 1,59 мм*мм


Все полученные значения резисторов приведены в таблице:


|Резистор  |Номинал   |Материал    |Размеры   |Размеры   |Размеры   |Коэф.  |
|          |          |Резистора   |b, мм     |l, мм     |S, мм*мм  |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    |



Расчет площади поверхности.


1. Площадь подложки расчитывается по формуле:

   Sподл.= KS[pic];

     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.= 2332,68 мм*мм


     Sфакт.подл.= 45 * 52 = 2340 мм*мм





смотреть на рефераты похожие на "Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении усилителя мощности"