Курсовая: 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.
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
R2 = 480 Ом
R3 = 4500 Ом
R4 = 120 Ом
h = 100 мкм
bтехн = 100 мкм
(l = 100 мкм
(b = 100 мкм
(R1 = 10%
(R2 = 0,9%
(R3 = 7,2%
(R4 = 0,9%
((s = 0,4%
(sопт = 300 Ом /(
P1 = 50 мВт
P2 = 25 мВт
P3 = 7 мВт
P4 = 25 мВт
Конденсаторы:
С1 = 80 пф
С2 = 2200 пф
Uраб = 10 в
Со = 20 пф/мм*мм ( = 5,2
tg( = 0,002
Кз = 3 Tmax = 60 (C
(c = 3%
(l = 25 мкм
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.
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.
Определение уточненной толщины диэлектрика.
d=0,0885*(/Co
d=0,02301 мм
Определение площади перекрытия обкладок конденсаторов.
S=C/Co*Кз
SС1=20 мм*мм
SС2=550 мм*мм
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
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
Определение площади, занимаемой конденсаторами, по размерам
диэлектрика.
S = lд/э* bд/э
SС1 = 28,858 мм*мм
SС2 = 593.0199 мм*мм
Расчет резисторов.
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.
Определение коэффициента формы резисторов.
;
Кф1 = 7,3
Кф2 = 1,6
Кф3 = 15
Кф4 = 0,4
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
Определение ширины резисторов.
Рассчёт точной ширины резисторов производится по формуле:
bточн= ((l/Кф+(b)/(ф;
Рассчёт ширины резисторов с учетом их мощности:
;
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
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: