3. Разработка интегральной микросхемы

3.1. Выбор навесных элементов и расчет конфигурации пленочных элементов

Размеры и конфигурация сопротивления (резистора) R_C:

Определим длину тонкой пленки минимальной ширины, изготавливаемой фотолитографическим методом из материала с высоким удельным сопротивлением.

В качестве материала используем кермет с удельным сопротивлением Ом/, (типовое значение – 9000, что соответствует ρ = 30 мкОм ∙ м).

Используя законы Ома, определим длину резистивного элемента при B_min = 100 мкм и типовой толщине пленки d = 0,5 мкм:

Находим коэффициент формы резистора:

При > 10 принимаем форму резистора – “меандр” с полосками длиной 1000 мкм (1 мм) и поперечинами длиной 500 мкм (не менее 200 мкм) общей длиной 4500 мкм.

Размеры и конфигурация резистора R_Э:

Аналогично предыдущему определяем длину резистивного элемента:

Коэффициент формы резистора:

При > 10 принимаем форму резистора в виде двух последовательно соединенных полосок длиной 0,835 мм и шириной B = 100 мкм = 0,1 мм.

Расчет теплоотдачи:

Теплоотдача резистивного элемента R_C:

Так как =79,7 80 мВт, то требуется увеличить площадь резистивной плёнки. Это возможно путём увеличения длины и ширины пленки, с тем, чтобы увеличить её площадь в 9 раз.

Если не уменьшать толщину плёнки до типового значения d_min = 0,2 мкм, то длину и ширину пленки толщиной d_C = 0,5 мкм следует увеличить в 3 раза каждую.

Принимаем размеры и форму элемента R_С:

“Меандр” – 9 полосок (1 мм 0,3 мм) + 9 поперечин (0,5 мм 0,3 мм) толщиной 0,5 мкм. Тогда P_C = 20 ∙ 0,3 ∙ 13,5 = 81 мВт > Q_доп.

Теплоотдача резистивного элемента R_Э:

Как и в предыдущем случае, требуется увеличить площадь ~ в 3 раза. Принимаем форму и размеры элемента R_Э: 3 полоски длиной (3 1 мм) и шириной (0,18 мм). Тогда = 20 ∙ 0,18 ∙ 3 = 108 мВт > 9 мВт.

Выбор резистора R_З не производиться, так как его функцию выполняет конденсатор C_p₁, ток утечки которого составляет ~ 1 мкА = 10^-6 А, чему соответствует R_З = 15 Мом.