Федеральное агентство по образованию

    Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

    Новгородский  Государственный Университет имени  Ярослава Мудрого

    

    Кафедра “Проектирование и технология РЭА” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ВИДЕОУСИЛИТЕЛЬ ВУ-30

    Курсовой  проект по учебной дисциплине:

    Интегральные  устройства радиоэлектроники 

    Пояснительная записка к курсовому проекту  по направлению

    551100 – проектирование и технология  электронных средств 

    НУРК.431124.001 ПЗ 
 
 
 
 
 

    Руководитель:

    _________ Петрова О.Н.

    “____” ________2005 г.

    студент гр. 3021

    _________ Иванов А.А.

    “____” ________2005 г. 

 

Содержание

 

    Введение 3

    1 Задание на курсовую работу 4

    2 Анализ технического задания 5

    3 Выбор навесных компонентов 6

    4 Расчёт геометрических размеров элементов 7

       4.1 Конструктивный расчёт тонкоплёночных резисторов 7

       4.2 Конструктивный расчёт тонкоплёночных конденсаторов 11

       4.3 Конструирование тонкоплёночных контактов 14

       4.4 Конструктивный расчёт межсоединений 16

    5 Разработка конструкции микросхемы 17

    6 Выбор материала подложки 18

    7 Расчёт теплового режима 19

    8 Расчёт надёжности 21

    Заключение 22

    Список  литературы 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

 

    Использование средств микроэлектроники – основа современного этапа развития всех отраслей радио и электронного приборостроения. Процессы производства и применения интегральных схем (ИС) являются совокупным отражением передовых научно-технический достижений в области физики, радиотехники, автоматики, кибернетики, машиностроении.

    Важные  задачи сегодняшнего дня выдвигают  новые требования к уровню подготовки современных специалистов. Особенно важно для отраслей промышленности, определяющих научно-технический и социальный прогресс.

Знание основ  микроэлектроники необходимо для рационального  применения электронной базы при  создании радиоэлектронной аппаратуры, обоснованного задания технических требований на разработку функционально - специализированных изделий микроэлектроники, а также их схемотехнического проектирования.

    Курсовой  проект ставит своей целью разработку тонкоплёночной гибридной схемы. Разработанная гибридная схема позволит уменьшить массу и габариты разрабатываемого устройства, в котором будет применена эта схема. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

    1 Задание  на курсовую работу 

    Вариант 30. 

 

    Рисунок 1- Схема электрическая принципиальная 

    Эта схема представляет собой видеоусилитель. В схеме представлены пять резисторов, два конденсатора и транзистор типа КТ 369 В. Номинальные значения элементов приведены в таблице 1. 

    Таблица 1 - Номинальные значения элементов 

 

    - γ_Ri – 20%

    - γ_ρS – 5%

    - γ_Ci – 25%

     

    Требуется разработать конструкцию гибридной  интегральной микросхемы, используя  тонкоплёночную технологию. Рабочая температура окружающей среды от минус 25 до плюс 40 ºС .

Максимальная  рабочая частота fmax соответствует верхней рабочей частоте используемого транзистора. Срок службы 3000 часов. 
2 Анализ технического задания 

    Микросхема  видеоусилителя может быть изготовлена  по тонкопленочной технологии с применением навесных элементов. Конструкция микросхемы выполняется методом фотолитографии. На поверхности подложки сформированы пленочные резисторы, конденсаторы, а также контактные площадки и межэлементные соединения. Пленочная технология не предусматривает изготовление транзисторов, поэтому транзистор выполнен в виде навесных элементов, приклеенных на подложку микросхемы. Выводы транзистора привариваются к соответствующим контактным площадкам.

    Микросхема  должна удовлетворять общим техническим  условиям и удовлетворять следующим требованиям:

    температура воздуха или другого газа при  эксплуатации от минус 25 до плюс 40 ºС;

    расчетное время эксплуатации 3000 часов;

    тип производства – единичное.

    Исходным  документом при проектировании является схема электрическая принципиальная. Чертеж схемы Э3 прилагается.

    В схеме представлены пять резисторов, два конденсатора и один транзистор типа КТ369В. Для выполнения курсового  проекта необходимо чётко определить режим работы компонентов и элементов с целью определения предпочтительных режимов работы.

    Определим мощность, рассеиваемую на резисторах:

                                                                                                               (1)

     Вт

     Вт

     Вт

     Вт 
 

    Максимальное  рабочее напряжение конденсатора составляет 12,6В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3 Выбор  навесных компонентов 

    В качестве навесного компонента задан транзистор типа КТ 369 В, безкорпусной с гибкими выводами и защитным покрытием. Установочные размеры транзистора приведены на рисунке 2. 
 
 

                  

                            Рисунок 2 - Габаритный чертеж транзистора КТ 369 В 

    Транзистор  имеет следующие параметры:

 

 

    4 Расчет геометрических  размеров элементов 

    4.1 Конструктивный расчет резисторов 

    4.1.1 Конструктивный расчет тонкопленочных  резисторов R1, R2, R3, R4, R5 

    4.1.1.1 Определение оптимального значения  удельного поверхностного сопротивления резистивной пленки 

 

    где n – число резисторов; Ri – номинал i-го резистора.

    ρ_sопт = Ом/□ 

    4.1.1.2 Выбор материала резистивной  пленки 

    Материал  резистивной пленки выбирается в соответствии со значением удельного поверхностного сопротивления.

    Сплав РС 3001 ГОСТ 22025-76

    ρ_sопт = 3000 Ом/□

    Допустимая  мощность рассеивания  Р₀ = 5 Вт/см²

    TKR при температуре от минус 60 до плюс 125°С   а = 0,0001 1/°С [ 4 ]. 

    4.1.1.3 Проверка правильности выбранного материала 

    Проверка  правильности выбранного материала  резистивной пленки проводится с  точки зрения точности изготовления резисторов.

    Допустимая  погрешность коэффициента формы  определяется по формуле: 

 

где _R - полная относительная погрешность 20%[3];

      _ρS - погрешность воспроизведения величины ρ резистивной пленки 5%[3];

      _RCT - погрешность обусловленная старением 0,5%[1];

      _RT - температурная погрешность;

      _RK - погрешность сопротивления контактов 2%[1]. 

 

    где α_R температурный коэффициент сопротивления, 1/°С 

     _RT = 0,0001(40 – 20)·100% = 0,2%

     _КФДОП =

    Так как  _КФДОП > 0, то изготовление резисторов из данного материала возможно. 

    4.1.1.4 Определяем конструкцию резисторов по значению коэффициента формы 

    Коэффициент формы определяется по следующей  формуле: