практическая работа 3 (Расчет полупроводниковых элементов)

Посмотреть архив целиком

Расчет полупроводниковых элементов


1. Задача расчета


  • Выбрать конструктивный тип элемента с учетом технологии изготовления

  • Определить конструктивные и технологические составляющие погрешности заданных номиналов

  • Произвести расчет значений конструктивных параметров элементов по методике



2. Исходные данные


  • Номинальное значение сопротивления

  • Допустимое отклонение от номинального значения

  • Мощность рассеивания

  • Коэффициент нагрузки Кн=0,8

  • Температура окружающей среды 15÷40 ºС

  • Продолжительность эксплуатации: до 100 000 часов


3. Расчет


3.1 Выбираем тип резистора. (см рекомендации по выбору)

Определяем сопротивление резистора без учета приконтактных областей

R’=Rном-2M(ρ□)Kф.к.,

где,

M(ρ□) – математическое ожидание удельного поверхностного сопротивления слоя; Ом/ □

Кф.к. – коэффициент формы приконтактной области (для прямоугольных формы- 0.08,

гантелеобразной формы- 0.65)


3.2

Кф=L/b

где,

Кф – коэффициент формы резистора;


Рекомендуется выбрать величину M(ρ□), что бы получить Кф≥ 1


3.3 Определяем допустимую случайную составляющую погрешности сопротивления:


где,

Ез – коэффициент запаса на уход параметров под воздействием дестабилизирующих факторов Ез=1.05…1.2;


— сумма положительных значений системных отклонений сопротивления под воздействием температуры и старения материалов. %

— сумма отрицательных значений системных отклонений сопротивления под воздействием температуры и старения материалов. %

M(αρ□)

Математическое ожидание температурного коэффициента поверхностного сопротивления и коэффициента старения сопротивления

M(Kстр□)

Тмах – максимальная рабочая температура

Тmin – минимальная рабочая температура

Тном – номинальная рабочая температура (обычно 20 ºС)



4.Определяем допустимую погрешность коэффициента формы резистора, %


где,

- допуск на поверхностное сопротивление резистивного слоя

δ(αρ□) - допуск на температурный коэффициент сопротивления

δ(Кстр□) – допуск на коэффициент старения, допускается для полупроводниковых резисторов М(Кстр□), δ(Кстр□) принять равными нулю



5. При Кф≥1 определяем минимальные значения ширины резистора bp и bб, обеспечивающие заданные мощности Р и допуск δ(ΔR/R)доп.

где,

Po – допустимая удельная мощность (1-4,5мкВт/мкм2);


где,

dOK – толщина маски

h0 – толщина резистивного слоя

α=0.8 – в случае диффузии примесей

α=0.1…0.5 – в случае ионной имплантации

K – коэффициент, связывающий боковое подтравливание маски с толщиной K=0.7…1

δ(ΔOK)

Случайные составляющие погрешностей толщины маскирующего слоя и глубины резистивного слоя

δ(ΔhO)


bрасч выбирается из двух:


bрасч=max{bp,bб}




6. Определяем значения ширины резистора на фотошаблоне:


b0=bрасч-2(KdOK+αhO);

если bO<bmin, то принимаем bO=bmin

тогда bрасч=bmin+2(KdOK+αhO);



7. Определяем длину резистора


l=Kф×bрасч;


при Kф<1

l0=max{lp,lб}-2KdOK;


если lO=lmin, то принимаем l=lmin и bрасч=lO/KФ;

bO=bрасч-2(KdOK+αhO);


если bObmin, то принимаем bO=bmin и корректируем l=KФ[bmin+2(KdOKhO)]


Сложные по форме высокоомные резисторы разбиваются на прямоугольные участки суммарной длиной lи квадраты на изгибах:

где,

Kn – число изгибов (квадратов)

bрасч – определенно аналитически

Размеры округляются до ближайшего большего, кратного координатной сетке (0,1 мкм или 1 мкм)





Рекомендуемые конструкции для полупроводниковых резисторов:


Пределы номиналов сопротивления

Конструктивное исполнение

Характерные особенности

1

2

3

Низкоомные

R=2…150 Ом

На основе эмитерной области



Низкоомные

R=0.1…20 кОм

На основе базового слоя













1

2

3

Высокоомные

R=5…500 кОм

На основе сжатого (активного) слоя


Невысокая точность

Резисторы повышенной точности

R=0.1…500 кОм

В виде тонких слоев


Получены путем имплантации примесей




Для низкоомных рекомендуется прямоугольная форма

Для высокоомных – гантелеобразная форма






Случайные файлы

Файл
59938.rtf
132333.rtf
114973.rtf
29683.rtf
91796.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.