Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении усилителя мощности

смотреть на рефераты похожие на «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 1997 г.

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=0,2 301 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.