Учебник по предмету: Электроника (Пример)
Содержание
Электрорадиоэлементы и устройства функциональной электроники: практикум для студентов специальностей 39 02
0. «Проектирование и пр-во РЭС», 39 02
0. «Мед.электроника» всех форм обучения /
Выдержка из текста
Тема 1
РЕЗИСТОРЫ:
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ТОПОЛОГИИ
КОРРЕКТИРУЕМЫХ РЕЗИСТОРОВ
1.1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Задача расчета выбранной топологии корректируемых резисторов (КР) сводит-
ся к определению ее геометрических размеров на основании исходных электриче-
ских и технологических данных с учетом вида корректировки. Методы расчета
зависят от конкретной формы КР и вида корректировки [1].
Но, несмотря на это,
все они разработаны на основе единой методики, позволяющей установить взаи-
мосвязи между электрическими, технологическими и топологическими парамет-
рами КР и выразить их в виде уравнений. Рассмотрим основные положения
этой методики.
Пленочные резисторы, изготовленные по существующим технологиям, могут
иметь отклонения величины сопротивления от номинального как в большую, так и
в меньшую сторону. Изменение величины сопротивления резистора в процессе
его корректировки выборкой материала резистора происходит только в сторону
увеличения сопротивления.
Если R — номинал резистора,
R
γ — допустимая относительная погрешность
сопротивления;
ТЕХН R
γ — технологическая погрешность изготовления;
РАСЧ R
γ — расчетное значение допустимой относительной погрешности сопротив-
ления; R
Т
- номинальное значение исходного технологического сопротивления; D —
диапазон корректировки, то получение заданного сопротивления резистора с по-
мощью корректировки возможно, если выполняется условие
R
Т max ≤ R
max ,
где R
max =R(1+
РАСЧ R
γ ).
Величина номинального значения исходного технологического сопротивления
R
Т определяется выражением
.
1
1
ТЕХН
РАСЧ
R
R
Т
R R
γ
γ
+
+
=
(1)
В случае изготовления КР с элементом корректировки (ЭК) можно также запи-
сать
0
ЭК ОСН Т
R R R + =
,
где
ОСН
R — сопротивление основной части резистора;
0
ЭК
R — сопротивление
Диапазон корректировки, на величину которого должно изменяться сопротив-
ление ЭК, определяется выражением
.
1
2
1
ТЕХН
ТЕХН
ТЕХН
min min
R
R
R
РАСЧ R
Т
R R R D
γ
γ
γ
γ
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
− = − = (2)
В ряде случаев при расчете топологии удобнее в качестве расчетного парамет-
ра использовать коэффициент формы резистора
КВ Ф
R k ρ = . Для корректируемо-
го резистора с ЭК коэффициент формы равен сумме коэффициентов основной
части и ЭК резистора
ЭК ОСН ф Ф Ф
k k k + = .
Коэффициент формы исходного технологического сопротивления КР опре-
деляется выражением
.
1
1
ТЕХН
R
РАСЧ R
Ф Т Ф
k k
γ
γ
+
+
=
(3)
В данной теме рассматриваются методы расчета топологий КР прямоугольной,
трапециевидной и Т-образной форм, а также решетчатых КР и с распределенным
шунтом. Проводится сравнение топологий КР по параметрам и даются рекомен-
дации по их применению в зависимости от назначения резисторов и предъявляе-
мых к ним требований.
1.2. РЕЗИСТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ
Исходными данными для расчета являются конструктивные особенности КР,
заключающиеся в расположении контактных элементов, наличии основной части
резистора и ЭК; требуемые электрические параметры резистора — величина номи-
нала R, допустимая расчетная относительная погрешность номинала ,
РАСЧ R
γ
мощ-
ность рассеяния резистора Р
а; параметры, определяемые технологией, относитель-
ная технологическая погрешность сопротивления резистора ,
ТЕХН R
γ удельное по-
верхностное сопротивление резистивной пленки ρ
КВ, удельная допустимая мощ-
ность рассеяния резистивного материала P
0 .
Цель расчета — определение геометрических параметров топологии резисто-
ра, т.е. размеров ЭК ( ширины b
К
и длины l
К
) и основной части резистора
b
ОСН
и l
ОСН
.
1.2.1. Корректируемый по ширине резистор
при сплошном виде выборки
Разработку методики расчета корректируемого по ширине резистора начнем с
расчета размеров ЭК. Принимаем, что выборка материала ЭК производится услов-
ными ячейками со стороной а одна за другой вдоль линий тока (рис. 1.1).
После вы-
борки крайнего целого столбца удаляются последующие, пока не будет достигнут
заданный номинал резистора. При этом в общем случае будет удалено k целых
столбцов и i ячеек k + 1 столбца. В случае максимально допустимого отклонения
действительного сопротивления резистора от номинального ЭК должен обеспечить
корректировку в диапазоне D. При этом заданный номинал резистора будет достиг-
нут при выборке максимального числа столбцов k
m. После выборки k
m столбцов ши-
рина оставшейся части ЭК b
P
должна обеспечить рассеяние заданной мощности Р
а
,
т.е. должно выполняться условие b
К — ak
m≥b
P. На основании рис. 1.1 и условия а
2
b
Pl
К
Кl
К, при выполнении которого можно не учитывать эффект искривления линий
тока, текущее сопротивление ЭК в процессе корректировки можно представить как
сумму сопротивлений двух прямоугольников, один из которых имеет длину l
К
- ia и
ширину b
К
- ak, а другой — длину ia и ширину b
К
- (k+ 1) a, т.е.
[ ]
[]
a k b ka b
ia a k b l
i k R
К К
К К
КВ ЭК
) 1 ( ) (
) 1 (
) , (
2
+ − −
+ + −
= ρ
,
где ρ
КВ
– сопротивление квадрата резистивной пленки.
Полагая в полученном выражении k постоянным и учитывая, что R
ЭК от
Список использованной литературы
В.В.Баранов, Л.И.Гурский. Мн.: БГУИР, 2004. 47 с.: ил.
