Расчет геометрических размеров резисторов

При проектировании усилителя, получили следующие значения резисторов:

 

R1=100 Ом; R2=200 Ом; R3=120 Ом; R4=20 КОм; R5=20 КОм; R6=200 Ом; R7=70 Ом.

 

Важным параметром резистора, во многом определяющим его характеристики, является

 

 (4.7)

 

где b _эфф.0 - минимальная эффективная ширина, определяемая технологическими ограничениями; b _эфф.Р -минимальная эффективная ширина, определяемая допустимой удельной рассеиваемой мощностью (Р₀); b_эфф.Т -минимальная эффективная ширина, обеспечивающая заданную точность изготовления.

Значение b_эфф.Р находится из выражения для допустимой мощности(Р), рассеиваемая резистором, которая должна удовлетворять неравенству

 

 (4.8)

 

где Р₀ ≈ 5 Вт/мм² - допустимая удельная мощность. Отсюда следует, что

 

 (4.9)

 

В качестве диэлектрика для резисторов выберем рений.

Рассчитаем мощность рассеиваемую на резисторе R1:

 

Р1=U_p1²/R1=(0.8*10^-6)²/100=6.4*10^-15 Вт (4.10)

 (4.11)

 

Определим b_Т=(2*Δb_T)/(δR-δRs)=(2*0.2*10^-6)/0.2-0.1=4*10^-6 (4.12)

Где: Δ b_T =0,2*10^-6м.

δR - погрешность в номиналах сопротивлений.

δRs - погрешность в номинале поверхностного сопротивления.

Рассчитаем коэффициент формы:

 

К_ф1=R1/R_ко=100/250=0,4 (4.13)

 

Найдем длину резистора:

 

L1=К_ф1*b_эфф=0,4*30*10^-6=1,2*10^-5 м (4.14)

 

Где: b_эфф - минимально эффективная ширина.

Параметры всех резисторов приведены в таблице 4.2

 

Резистор	Uраб, мкВ	P, Bт	bp, м	bt, м	Кф	L, м
R1	0,8	6,4*10-15	5,65*10-11	4*10-6	0,4	1,2*10-5
R2	6,5	3,2*10-15	2,82*10-11	4*10-6	0,89	2,4*10-5
R3	6,4	5,33*10-15	4,71*10-11	4*10-6	0,48	2,44*10-5
R4	0,2	3,2*10-15	2,82*10-10	4*10-6	0,08	2,4*10-6
R5	1,46	3,2*10-15	2,82*10-10	4*10-6	0,08	2,4*10-6
R6	24,2	3,2*10-15	2,82*10-11	4*10-6	0,8	2,4*10-5
R7	24	9,14*10-15	8,08*10-11	4*10-6	0,28	8,4*10-6

 

Разработка топологии кристалла

 

Исходными данными являются принципиальная электрическая схема с заданным расположением контактных площадок и геометрические размеры элементов. На этом этапе решаются такие вопросы, как определение необходимого числа изолированных областей, минимизация возможного числа пересечений коммутационных шин элементов и длины шин.

На данном этапе рассматривается ряд вариантов топологии, отличающихся компоновкой отдельных узлов. В процессе разработки вариантов топологии происходит перемещение элементов, изменение их формы, в частности, многократный изгиб каналов резисторов, изменение формы контактов, формы транзисторов и другие модификации. При этом необходимо осуществлять корректировку геометрических размеров элементов для сохранения значений их электрических параметров. На свободных периферийных участках кристалла располагаются метки совмещения, тестовые элементы и другие вспомогательные элементы. В заключение выбираем оптимальный предварительный вариант топологии.

Спроектированная топология должна: удовлетворять всем предъявляемым электрическим, конструктивным и технологическим требованиям и ограничениям; обеспечивать возможность экспериментальной проверки электрических параметров элементов или отдельных блоков схемы; давать возможность сокращения числа технологических операций и стоимости изготовления (простые методы изоляции элементов; однослойная металлизация и др.); плотность размещения элементов должна быть по возможности максимальной.