3.2.2 Технологічні обмеження:

1) Абсолютна погрішність розмірів конденсаторів зумовлена технологією виготовлення

ΔL = ΔB = 0,01 мм

2) Абсолютна похибка установки маси при напиленні

Δlуст = 0,1 мм

3)Відносна похибка питомої ємності конденсатора

γ с_о = ±5℅

3.2.3 Розрахунок конденсатора С1 = 1000 пФ

1) Обираю матеріал діелектрика з таблиці з робочої напруги (щоб конденсатор займав меншу площу треба вибирати матеріал з більш високою діелектричною проникливістю та електричною міцністю і малим температурним коефіцієнтом)

Я обираю моноокис кремію

Матеріал для обкладок – алюміній А99 (ГОСТ 11069-69)

Питомий опір:

ρ = 0,2 Ом/м

Робоча напруга:

Uр =30 В

Діелектрична проникливість:

ε = 5

Електрична міцність:

Е_пр = 200 В/мкм

Температурний коефіцієнт:

α_с = ± 2*10^-4 1/°C

Часова похибка:

γ _{с ст} = ± 2 ℅

2) Визначаю мінімальну товщину діелектрика виходячи з умов електричної міцності. Вона повинна бути: 0,1…1мкм.

d = (К_з*U_р)/Е_пр = (3*15)/200 = 0,225 мкм

де К_з – це коефіцієнт запасу по міцності, в розрахунках 2-3.

3) Визначаю температурну похибку конденсаторів:

γ _сt = α_с (t_max – 20)*100 = 0,2-10^-4(85-20)*100 = 1,3%

4) Визначаю максимально допустиму відносну похибку активної площі конденсаторів

γ _Sдоп = γ _с- γ _со- γ _сt- γ _{с ст} = 15-5-1,3-2=6,7%

5) Визначаю питому потужність:

а) виходячи з умов електричної міцності:

С_{0 пр} = 0,0885* (ε/d) = 0,0885(5/0,225*10^-4) =197 пФ/мм²

б) для забезпечення точності виготовлення найменшого за номіналом конденсатора:

С_{0 точ} = С_min (γ _Sдоп/2Δl)² = 350 (0,067/2*Δ0,01)² = 3927 пФ/мм²

в) для найменьшого по номіналу конденсатора з урахуванням технологіч-

них можливостей виготовлення за площею перекриття обкладок

в) С_{0 тех min} = С_min/S_min = 350/1 = 350 пФ/мм²

С₀ = 197 пФ/мм²

S_min – мінімальна площа конденсатора не повинна перевищувати 1 мм²

Обираю в якості розрахункового С₀ найменьше з трьох розрахованих.

6) Розраховую товщину діелектрика, що відповідає обраному значенню питомої ємності:

d = (0,0885* ε)/С₀ = (0,0885*5)/197 = 0,224 мкм

Розрахунок геометричних розмірів плівкових конденсаторів:

Розрахунок С1 = 1000 пФ

7) Визначаю коефіцієнт краєвого ефекту:

S=С1/С₀ = 1000/197 = 5,07 мм²

К=1

8) Визначаю активну площу конденсатора( площа верхньої обкладки):

S_вер = К*(С1/С₀) = 1*5,07=5,07 5,1мм²

9) Визначаю розмір верхньої обкладки, вважаючи, що коефіцієнт форми дорівнює 1:

L_в = В_в = = = 2,3 мм

10) Визначаю розмір нижньої обкладки:

L_н =В_н = L_в + 2(ΔL + Δl_уст) = 2,3+2(0,01+0,1)=2,6мм

11) Визначаю розмір діелектрика:

L_д = В_д = L_н + 2 (ΔL + Δl_ecn) = 2,6 + 2(0,01+0,1) =2,9 мм

12) Проводжу перевірку розрахунку:

а) по електричній міцності:

Е_раб = U_р/d =15/0,224 = 66,96 В/мкм

Розрахунок вірний тому що: Е_раб<Е_пр; 66,96<200

б) по точності відтворення конденсатора:

γ _с = γ _со + γ _сt + γ _{c ст} + γ _s = 5+0,8+1,3+2=9,17 %

де γ_s – це похибка активної площі конденсатора:

γ _с = (2ΔL/L_в)*100 = (2*0,01/2,5)*100= 0,8 %

Розрахунок вірний тому що: γ _с^′< γ _с ; 9.37%<10%

13) Визначаю площу, займану конденсатором на платі:

S_C1= S_д= L_д² = 2,9² =8,41 мм²

Розрахований конденсатор по електричній міцності та точності відповідає завданню.

Конденсатор С2,3 розраховую аналогічно. Дані розрахунку наведені в табл.3.2

Таблиця 3.2 Розрахунковий формуляр для плівкових конденсаторів

Позначення в схемі	Електричні параметри			Геометричні параметри							Матеріал діелектрика		Матеріал обкладок		Площа конденсатора Sc, мм2		Конструкція конденсатора
				Розрахункові			Прийняті
	Номінальне значення С, пФ	Допуск на номінал γс, %	Максимальна робоча напруга, Uр, В	Питома ємність С0, пФ/мм2	Площа перекриття обкладок Sв, мм	Товщина діелектрика, d, мкм		Розмір верхньої обкладки, Lв, мм	Розмір нижньої обкладки, Lн, мм	Розмір діелектрика Lд, мм
С1	1000	15	15	197	5,07	0,224		2.3	2.6	2,9		SiO		Al		8,41	Квадрат
С2	350				2,1			1. 5	1,8	2,1				Al		4,41