Расчет геометрических размеров элементов интегральной микросхемы

Расчет резисторов

Расчет формы и размеров ГИС начинаем с определения формы и размеров резисторов, входящих в состав разрабатываемой интегральной схемы.

Исходными данными для конструирования пленочного резистора являются: номинал резистора R , Ом ; допуск на номинал (точность) гR, % ; мощность рассеяния Р, мВт. Процесс конструирования пленочного резистора включает выбор его формы, материала и расчет его геометрических размеров с учетом конструктивно-технологических ограничений. Лазерная резка алюминия в екатеринбурге jetkit.ru.

В разрабатываемой ИМС семь резисторов номиналом от 820 Ом (R7) до 100кОм (R1). Поэтому целесообразно использовать не один материал для изготовления резистивного слоя, а несколько.

Разобьём имеющиеся резисторы на две группы по номиналам.

К первой группе отнесём резисторы номиналом от 820 Ом до 10 кОм (R2, R4, R5, R7, R9). Ко второй группе - от 47 кОм до 100 кОм (R1, R3, R6).

Для первой группы определим оптимальное с точки зрения минимума площади под резисторами ГИС сопротивление квадрата резистивной пленки по формуле:

,

где : n - число резисторов;

- номинал -го резистора.

сopt1=[(820+1000+1000+3300+10000)/(0.003622542)]1/2=2109 Ом

Определим оптимальное с точки зрения минимума площади под резисторами ГИС сопротивление квадрата резистивной пленки для второй группы.

сopt2=[(47+68+100)/(0.045982478)]1/2=68.4 кОм

Для резисторов первой группы в качестве материала резистивной плёнки выбираем сплав РС-3001 ЕТ0.021.019ТУ с параметрами:

сs =2000 Ом/□;0 =0,02 Вт/мм2;

ТКР = -0,2·10-4

Для резисторов второй группы выбираем Кермет К-50С ЕТ0.021.013ТУ с параметрами:

сs =10000 Ом/□;0 =0,02 Вт/мм2;

ТКР = -5 ·10-4

Определяем температурную погрешность по формуле:

гRt = бR(Tшах-20°С)

гRt1=0,2·10-4·80·100%=0,16%

гRt2=5·10-4·80·100%=4%

Определяем допустимую погрешность коэффициента формы по формуле:

гКфдоп = гR - г сs - гRt - гRст - гRк

гКфдоп1=20-2,5-0,16-1=16,34 >0

гКфдоп2=10-2,5-4-1=2,5 >0

Допустимая погрешность коэффициента формы в обоих случаях положительная, следовательно изготовить резисторы из данных материалов возможно.

Определим конструкцию резисторов по значению коэффициента формы:

Кфi = Ri / сs.

Кф1=100000/10000=10

Кф2=3300/2000=1,65

Кф3=47000/10000=4,7

Кф4=10000/2000=5

Кф5,9=1000/2000=0,5

Кф6=68000/10000=6,8

Кф7=820/2000=0,41

Коэффициент формы для резисторов R1-R4, R6 находится в интервале от 1 до 10, следовательно, резистор должен быть прямоугольной формы (Рис. 1а,б). Коэффициент формы резисторов R5, R7, R9 находится в интервале от 0,1 до 1, следовательно, нужно изготовить резистор прямоугольной формы, у которого длина меньше ширины (Рис. 1е,в).

Рисунок 1 - Конструкции плёночных резисторов

Резистор R1 имеет коэффициент формы равный 10, следовательно, конструируем резистор прямоугольной формы. Расчёт начинаем с определения ширины резистора из условий:

bрасч mах {bтехн; bточн; bP},

где - минимальная ширина резистора, определяемая возможностями технологического процесса;

- ширина резистора, определяемая точностью изготовления

Читайте также

Разработка лабораторного стенда Измерение опасных акустических сигналов
Для человека слух является вторым по информативности после зрения. Поэтому одним из довольно распространенных каналов утечки информации является акустический канал. В акустическом канал ...

Проект организации широкополосного доступа в коттеджном микрорайоне Чистопрудный г. Ижевска
Возможность в любое время в любом месте при любых условиях иметь доступ к неограниченным информационным ресурсам становится для современного человека одним из самых важных аспектов жизни ...

Пример записи фильма в формате DVCAM
звуковой формат Цель данной работы показать работу в условиях записи фильма в формате Dvcam, записи зистового звука на HD-рекордер. Были выбраны 2 рассказа А.П. Чехова: "Кот" и ...