Конкретное значение удельного поверхностного сопротивления резистивной пленки выбирается ближайшим к оптимальному, разшитаному по формуле [4]:
(5.1)где
- погрешность коэффициента формы; - номинальное значение резистора, Ом; - число резисторов;Для определения
используется формула [4]: (5.2)где
- предельное отклонение от номинального значения сопротивления (2,5%) - погрешность воспроизведения удельного поверхностного сопротивления резистивной пленки (1%); - температурная погрешность (0,013%); - погрешность, обусловленная старением пленки (0,237%); - погрешность переходных сопротивлений контактов (1%);Погрешность коэффициента формы согласно (5.2)
=0,25. Удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки согласно (5.1) =100Ом/ .Конфигурация резисторов определяется их функциональными назначениями, номинальным значением, удельным сопротивлением резистивной ленки, точностью, предъявляемой к их изготовлению, технологическим процессом их изготовления, площадью на плате, отъеденной под резистор.
Основным параметром пленочных резисторов является коэффициент формы [4]:
(5.3)где
- длина резистора, мм; - ширина резистора, мм; - номинальное значение сопротивления резисторов, Ом; - удельное сопротивление резисторной пленки, Ом/ .Согласно (5.3)
= 1, значит результаты имеют форму квадрата и .Расчетное значение длины резистора
должен быть не меньше наибольшего значения одной из трех величин [4]:где
- минимальная длина резистора, определяемая возможностями технологического процесса ( тонкопленочной технологии = 0,1мм); - длина резистора, определяемая точностью изготовления, мм; - минимальная длина резистора, при которой обеспечивается заданная мощность рассеяния, мм;Длина резистора, определяемая точностью изготовления
, рассчитывается по формуле [4]: (5.5)где
, - точность формирования геометрических размеров резистора, мм; - коэффициент формы; - погрешность коэффициента формы.Для определения минимальной длины регистра, при которой обеспечивается заданная мощность рассеивания, используют формулу:
(5.6)где
- заданная мощность рассеивания, Вт; - удельная мощность, которую может рассеять единица площади материала, Вт/мм .За длину резистора
принимается ближайшее целое значение , краткое шагу координатной сетки, принятому для чертежа топологии.Расчетное значение ширены резистора
определяется по формуле [4]: (5.7)За ширину результата принимается ближайшее к
целое значение, краткое шагу координатной сетке, принятому для чертежа топологии.При
=1 достаточно провести расчет лишь для длины резистора, так как .Результаты расчета резисторов сведены в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 – конструктивный расчет резисторов
Номер позиции | Номинальное значение, Ом | Ом/ | Вт | мм | мм | |
100 100 | 100 100 | 1 1 | 0,1 0,4 | 1 2 | 1 2 |
5.2 Расчет геометрических размеров элементов
Структура проводников полосковых схем практически всегда многослойна, что позволяет добиться требуемой аргезии проводника к диэлектрическому основанию, достаточно малых потерь к высокой устойчивости к коррозии. Поэтому первый (от диэлектрического основания) слой проводника – высокоомный материал с хорошими оргезионными свойствами, второй слой – основной проводник – материал с высокой проводимостью, третий обеспечивает защиту от воздействия внешней среды и лужения всего проводника, либо его части, для проведения монтажных операций. В таблице 5.4 приведены характеристики материалов, используемые при изготовлении микро полосковых схем.
Сопротивление неэкранированной микро полосковой линии от трех параметров:
-
- относительная диэлектрическая проницаемость материала на подложке;-
- толщина диэлектрической подложки, мм;-
- ширина проводника микро полосковой линии, мм;Волновое сопротивление неэкранированной микро полосковой линии определяется выражением [5]:
, Ом (5.8)Таблица 5.4 – Характеристики материалов
Металл | Относительное удельное сопротивление, | ,Ом* *м* | См/м | Поверхностное сопротивление пленки | КТ-ЛР | ТКС, | Температура плавления, |
Золото Никель Олово Хром Медь | 0,941 4,01 6,62 7,6 1,0 | 0,0162 0,069 0,114 0,13 0,0172 | 6,6 1,28 0,90 0,77 5,9 | 2,7 13,0 - - 2,8 | 18,6 13,2 23,0 6,2 16,6 | - 0,0047 0,0042 - 0,0039 | 961 1453 232 1900 1083 |
Микро полосковую линию конструктор варьируя параметрами
и . Поэтому рабочие характеристики МПЛ, в том числе и ее волновое сопротивление ( ), определяется через соотношение . Выразим указанное соотношение через Х: