Разработка интегрального цифрового устройства


Министерство Информационных технологий и Связи РФ

Сибирский Государственный  Университет Телекоммуникации и  Информатики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра технической электроники.

 

 

 

 

Курсовой проект:

Разработка интегрального  цифрового устройства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Выполнил: студент гр. В-37

   Полуянов О.С.

  Проверил:    пр. кф. Т.Э.

   Шилай Э.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Новосибирск 2005г.

Содержание:

стр.

Введение ………………………………………………………………………….3

  1. Разработка структурной схемы
    1. Исходные данные …………………………………………………………4
    2. Минимизация функций ...…………………………………………………4
    3. Структурная схема………….. ……………………………………………4
    4. Выбор типа логики и ИМС ………………………………………………5
    5. Принципиальная схема на основе выбранных элементов ..……………6
    6. Расчет параметров цифрового устройства………………………………7
  2. Электрический расчет ЦИМС
    1. Исходные данные…………………….……………………………………8
    2. Анализ работы логического элемента……………………………………8
    3. Расчет токов и напряжений ……………………………………………...10
      1. При комбинации на входе:0000…………………………………...11
      2. При комбинации на входе: 1111…………………………………..12
      3. При комбинации на входе: 0010…………………………………..14
    4. Расчет потребляемых мощностей………………………………………..15
    5. Результаты расчета ЦИМС ……………………………………………...15
  3. Разработка топологии  ИМС
    1. Выбор активных элементов……………………………………………...17
    2. Выбор материала для пленочных элементов…………………………...18
    3. Выбор типа подложки……………….. ..………………………………...19
    4. Составления топологического чертежа ………………………………...21

Заключение ………………………………………………………………………22

Список используемой литературы……………………………………………...23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Микроэлектроника – это область электроники, охватывающая проблемы исследования, конструирования, изготовления и применения микроэлектронных изделий.

Основной задачей современной  микроэлектроники является создание высоконадёжной малогабаритной радиоэлектронной аппаратуры на базе интегральных микросхем.

Применение интегральных микросхем позволяет уменьшить габариты и массу аппаратуры в десятки раз, а микропроцессоров – в сотни, тысячи раз. Это объясняется тем, что размеры элементов интегральных микросхем составляют единицы и десятки доли микрометра.

Малые габариты интегральных микросхем и малое потребление электроэнергии позволяют осуществить комплексную микроминиатюрную реализацию всех компонентов электронной аппаратуры. Также повышается надёжность аппаратуры.

Целью данной курсовой работы является разработка цифрового интегрального устройства, и закрепления основных положений курса Т.Э.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Разработка структурной схемы

Разработка цифрового устройства на простых логических элементах, которые  реализуют заданные функции. Принципиальную схему составить по минимальным функциям с использованием одного элемента для частичного выполнения нескольких функций одновременно.

1.1. Исходные данные:

Условия: I0вых = 0÷40 мA

                 Pпотр < 3 мВт

                 tзад.р.ср. < 100 нс

1.2. Минимизация функций

В данном пункте преследуется цель максимального  упрощения исходных функций, и представление  их в элементарных базисах на элементах: И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Данная цель достигается преобразованием по законам алгебры логики.

Преобразуя по закону “исключающего  или”, правила Де Моргана и законов поглощения получаем:

  Y1:

Y2:

Y3:

В результате выполнения преобразований логических функций мы получили меньшее количество используемых логических элементов и переменных.

    1. Структурная схема:

По результатам упрощений построим структурную схему. 
В структурной схеме все логические действия заменяются соответствующими логическими элементами.

В схеме применены следующие  логические элементы: 


Структурная схема:

 

 

    1. .  Выбор типа логики и ИМС:

Руководствуясь условиями задания:

I0вых = 0÷40 мA

Pпотр < 3 мВт

Tзад.р.ср. < 100 нс

выберем такой тип логики, чтобы можно было выполнить данные условия.

ТТЛ и ТТЛШ логика имеет достаточно высокое быстродействие, но и большую  потребляемую мощность, поэтому этот тип логики нам не подходит.

Так как КМДП логика имеет малую  потребляемую мощность и достаточно высокое быстродействие, то остановим выбор на ней. В КМДП есть следующие серии: 1554, 1564, 561, 564, 1561. Серии 561, 564, 1561 не подходят по времени распространении сигнала, поэтому выберем серии 1554 и 1564. Данные серии полностью совместимы(одинаковые уровни нуля и единицы) и имеют одинаковое напряжение питания.  

Для реализации данной структурной  схемы мы подберем следующие микросхемы:

КР1564ЛА3     1564ЛП5               1564ЛИ1 1564ЛИ3

 

             КР1554ЛН1                                           КР1564ЛЕ9

 

 

 

 

 

 

элемент

КР1564ЛА3

1564ЛП5

1564ЛИ1

1564ЛИ3

КР1554ЛН1

КР1564ЛЕ9

Обозначение

DD5

DD1

DD2

DD3

DD4,DD7

DD6

Pпотр., мкВт

25

25

25

25

20

40

tзд.р.ср., нс

18

18

19,5

22

6,75

22

I0вых, мА

4

5,2

5,2

5,2

24

5,2


1.5 Принципиальная схема на основе выбранных элементов.

Принципиальная схема строится по готовой структурной схеме, при этом логические элементы объединяются в микросхемы на основе выбранных серий.

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.к. максимальный ток на выходе DD7 24 мА, то параллельный выход даёт выходной ток до 48 мА, что удовлетворяет условию.

1.6 Расчет параметров  цифрового устройства:

Расчет потребляемой мощности:

Рпотр.=PDD1+ PDD2+ PDD3+ PDD4+ PDD5+ PDD6+ PDD7=25+ 25 + 25 + 25 + 20 + 20 + +40 =180 мкВт.

Потребляемая мощность намного меньше заданной, но при использовании других серий мы можем не уложиться в заданные условия.

Расчет максимального времени  задержки сигнал:

-Максимальная задержка сигнала  будет при прохождении сигналом  пути с наибольшим количеством  логических элементов.

 tзад.р.max.= tзад.cр.(DD1.12)+tзад.cр.(DD4.3)+tзад.cр.(DD6.4)+tзад.cр.(DD7.5) = 18+6,75+55+6,75 = 53,5 нс

Все условия выполнены, значит преобразования, подобранные нами серии и структурная схема подходят для реализации заданных функций.

 

 2. Электрический расчет ЦИМС

 

2.1. Исходные данные:

 

Принципиальная схема:

Наборы:  Х1 Х2 Х3 Х4

          0 0 0 0

          0 0 1 0

          1 1 1 1

 

 

2.2. Анализ работы логического  элемента:

 

Анализ принципиальной схемы логического элемента сводится к определению таблицы истинности  устройства. Составление таблицы истинности производится исходя из особенностей работы транзисторов при подаче соответствующих уровней на вход устройства, а также проведении анализа протекающих токов в схеме, при заданных входных сигналах.

А)x1=x2=x3=x4=0. Это означает, что на входах установлен уровень логического нуля U1вх=0,1 В, а это означает, что при подаче Eпит на базу VT1 и VT2 они работают в режиме насыщения и в точках А и В: UA=UB= Uoвх + Uбэ = 0,1 + 0,7 = 0,8 В. В тоже время для протекания тока через VD1, VD2 необходимо, чтобы UА = UВ = Uбэ(VT3)+ UVD + Uкэ = 0.7+0.6+0,7 = 2 В.

Имеющегося  потенциала UА = UВ = 0,8 В явно недостаточно для протекания токов через коллектор VT1 и коллектор VT2, поэтому VT1, VT2 будут находиться в режиме насыщения, но с разорванной коллекторной цепью. Токи баз VT1 и VT2 будут проходить через эмиттерные переходы во входные цепи источников сигналов, вследствие чего VD1, VD2 будут закрыты и VT3 также будет закрыт. Так как VT3 закрыт, то весь ток IR4 будет течь в базу VT4 через VD3, при этом сам VT4 будет в режиме насыщения, а VD3 будет открыт, и, следовательно,  на выходе установиться уровень логического нуля.

Б) x1=x2=x3=x4=0. В этом случае потенциалы на всех входах U1вх ≥ 3 В. Если предположить, что эмиттерные переходы VT1, VT2 открыты, то потенциалы точек А и В должен быть равен U1вх+Uэб=3+0.7=3,7 В. Но этого напряжения более чем достаточно для обеспечения прямого тока через коллекторные переходы соответственно VT1, VT2; VD1, VD2 и эмиттерный переход VT3.

Более того, прямое включение этих переходов обеспечит в точках А и В потенциал 2 В (найдено выше), а эмиттерные переходы будут находиться в обратном включении, т. е. VT1 и VT2 будут находиться в инверсном режиме.

Так как VT3 в режиме насыщения, то VD3 закрыт и потенциал в точке D равен 0 В. Таким образом VT4 будет также закрыт.

На выходе схемы устанавливается  уровень логической единицы.

В)X1=X2=X4=0, X3=1. Подавая на вход X3 логическую единицу этот эмиттерный переход оказывается в обратном включении, но ток  всё равно будет течь во входную цепь источника сигнала через первый и второй эмиттерные переходы транзистора VT1, поэтому потенциал в точке А будет

0,1+0,7=0,8 В. Всё остальное будет  так же, как в выше описанном случае, когда на вход подаётся X1=X2=X3=X4=0.

Более подробное нахождение токов и напряжений приведено ниже в следующем пункте.

На основе проделанного анализа  составим таблицу состояний транзисторов, диодов и выходного сигнала при  разных входных сигналах.

Входные

сигналы

VT1

VT2

VD1

VD2

VT3

VD3

VT4

Вых.

сигнал

0000

Нас.с.к

Нас.с.к

Закрыт 

Закрыт 

Закрыт

Отк.

Насыщ

    0

1111

Инвер.

Инвер.

Отк.

Отк.

Насыщ.

Закрыт 

Закрыт

    1

0010

Нас.с.к

Нас.с.к

Закрыт 

Закрыт 

Закрыт

Отк.

Насыщ

    0




Обозначение режимов работы транзисторов и диодов:

  • Нас.с.к - насыщения с разорванным коллектором
  • Инвер. - режим инверсии
  • Насыщ. - режим насыщения
  • Отс. - режим отсечки
  • Отк - диод открыт, через него протекает ток
  • Закрыт - диод, транзистор закрыт

 

По результатам анализа составим таблицу истинности .

Таблица истинности:

Х1

Х2

Х3

Х4

Y

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1


Выясним, какую функцию выполняет схема:

VT1 – выполняет функцию «3 - И»,

VT2 – выполняет функцию «И»,

точка С – монтажное «ИЛИ»,

VT3 и VT4 – выполняют функцию «НЕ».

По схеме составим функцию:

По таблице составим СДНФ:

Полученные двумя способами функции совпадают, т.е. данное устройство выполняет функцию:  

 

Данная функция может быть реализована  в виде логического элемента:

 

 

 

 

2.3. Расчет токов и  напряжений в схеме:

Произведем расчет для следующих  входных сигналов:

Х1 Х2 Х3 Х4

0 0 0 0

0 0 1 0

1 1 1 1

 Для выполнения расчетов  полагаем, что:

  • Uовх = +0,1 В
  • Uовых > +3 В
  • Обратный ток диодов – не более 1 мкА
  • Ток БТ, находящегося в режиме отсечки , Iкэо  не более 1 мкА
  • Напряжения между коллектором и эмиттером БТ, находящегося в режиме насыщения Uкэ.нас @ 0,1 В
  • Падения напряжения на диоде при прямом включении 0,7 В
  • Напряжение на переходе эмиттер-база БТ при прямом включении 0,7 В
  • Напряжение на переходе коллектор-база БТ при прямом             включении 0,6 В
  • Коэффициент передачи тока БТ в активном режиме b = 50
  • Коэффициент передачи тока БТ в инверсном режиме bи = 0,05

 

2.3.1. Расчет токов и  напряжений при комбинации на  входе: 0000

Х1 = Х2 = Х3 = Х4 = 0  

При Uовх = +0,1 В

 

Расчет в точке А:

Потенциал в точке: UА = Uoвх + Uбэ(VT1) = 0,1 + 0,7 = 0,8 В

VT1 – в режиме насыщения с разорванным коллектором.

IR1 = Iб(VT1) =  =0,525 мА

Ik(VT1) @ 0 A

Iэ1(VT1) = Iэ2(VT1) = Iэ3(VT1) = 1/3 × I·R1 = 1/3 × 0.525 = 0.175 мА

 

Расчет в точке В:

Потенциал в точке: UВ = Uoвх + Uбэ(VT2)= 0,1 + 0,7 = 0,8В

VT2 – в режиме насыщения с разорванным коллектором

IR2 = Iб(VT2) =  =0,525 мА

Ik(VT2) @ 0 мA

Iэ(VT2) = IR2 =  0.525 мА

 

Расчет в точке С:

Потенциал в точке: UС @ 0   

VD1 – закрыт

VD2 – закрыт

VT3 – в закрыт

Ik(VT1) = I(VD1) @0                 

Ik(VT2) = I(VD2) @0                 

Iб(VT3) = I(VD1) + I(VD2) @ 0       

Ik(VT3) < 1 мкА.

   

Расчет в  точке D:

Допустим, что VT4 в режиме насыщения.

Потенциал в точке: UD = Uбэ(VT4) = 0,7 В

IR3 = =0.9 мА

IR3 =Ik(VT3) + Iб(VT4), Ik(VT3) @1мкА

Iб(VT4) = IR3 = 0,9  мА

Если Iб(VT4)*β> Ik(VT4), то VT4 в режиме насыщения, проверим это.

Ik(VT4)= IR4+I0вых, I0вых = I0вх= Iэ1(VT1)=0,175 мА.

IR4= =4,9 мА

Iб(VT4)*β=0,9*50=45 мА> Ik(VT4)=5,075 мА, т.е VT4 - в режиме насыщения ( Ukэ нас @ 0,1 В)

 

Расчет в точке Е:

Потенциал в точке: UЕ=Uкэ нас(VT4) = 0.1 B

Ik(VT4)= IR4+I0вых, I0вых = I0вх =IэVT1=0,175 мА

IR4= =4,9 мА

Ik(VT4)=5,075 мА

 

Результат расчета:

Uoвых = 0.1 B 

Iовых = 0,175 мА

 

2.3.2. Расчет токов и  напряжений при комбинации на  входе: 1111

 

 

Х1 = Х2 = Х3 = Х4 = 1:   

При U1вх > +3 В

 

Расчет в точке А:

Потенциал в точке UА = Uбэ(VT3)+Uкэ(VT1)+U(VD1) = 0.7+0.6+0,7 = 2 В

VT1 – в режиме инверсии

IR1 = Iб(VT1) = = 0,375 мА

Iэ1(VT1) = Iэ2(VT1) = Iэ3(VT1) = βи IR1 = 0,05·0,375 = 0,01875 мА

Ik(VT1) = Iб(VT1) + Iэ1(VT1) + Iэ2(VT1) + Iэ3(VT1) = 0,375 + 0,01875

+ 0,01875  + 0,01875= 0,43125 мА

 

Расчет в точке В:

Потенциал в точке: UВ = Uбэ(VT3)+Uкэ(VT2)+U(VD2) = 0.7+0.6+0,7 = 2 В

VT2 – в режиме инверсии                 

IR2 = Iб(VT2)= = 0,375 мА

Iэ(VT2) = 0,05·I·R2 = 0,05·0,4 = 0,01875 мА

Ik(VT2) = Iб(VT2) + Iэ(VT2) = 0,375 + 0,01875 = 0,39375 мА

 

Расчет в  точке С:

Потенциал в точке: UС @ Uбэ(VT3) @ 0.7 B

VD1 – открыт

VD2 – открыт

VT3 – в режиме насыщения ( Ukэ нас @ 0,1 В)

Ik(VT1) = I(VD1) @ 0,0,43125мА                     

Ik(VT2) = I(VD2) @ 0,39375 мА                    

Iб(VT3) = I(VD1) + I(VD2) @  0,43125 + 0,39375 = 0,825 мА

 

 

Расчет в  точке D:

Потенциал в точке: UD @  0 B 

IR3 = Iк(VT3) = = 1,225 мА.

Iб(VT4) @ 0

VT4 – закрыт 

Ik(VT4) < 1 мкА

 

Расчет в  точке Е:

Потенциал в точке: UE = Епит – IR4 × R4 =Eпит – βи IR1 R4, т.к. (I1вых=I1вх).

IR4 = βи IR1+ Iкэ0 VT4 = 0,01875 мА.         

(I1 вых = I1вх = Iэ(VT1))

 

Результат расчета:

U1вых = 4,98 B 

I1вых = 18,75 мkА

 

 

 

 

2.3.3. Расчет токов и  напряжений при комбинации на  входе: 0010

 

 Х1 = Х2 = Х4 =0; Х3= 1:   

 

Расчет в  точке А:

Потенциал в точке: UА = Uoвх + Uбэ(VT1) = 0,1 + 0,7 = 0,8 В

VT1 – в режиме насыщения с разорванным коллектором

IR1 = Iб(VT1) =  =0,525 мА

Ik(VT1) @ 0 A

Iэ1(VT1) = Iэ2(VT1) =1/2 × IR1 = 1/2 × 0.525 = 0.2625 мА

Iэ3(VT1) < 1 мкА

 

Расчет в  точке В:

Потенциал в точке: UВ = Uoвх + Uбэ(VT2)= 0,1 + 0,7 = 0,8В

VT2 – в режиме насыщения с разорванным коллектором

IR2 = Iб(VT2) =  =0,525 мА

Ik(VT2) @ 0 мA

Iэ(VT2) = IR2 =  0.525 мА

 

Расчет в  точке С:

Потенциал в точке: UС @ 0

VD1 – закрыт

VD2 – закрыт

VT3 – закрыт

I k(VT1) = I(VD1) @0

Ik(VT2) = I(VD2) @0

Iб(VT3) = I(VD1) + I(VD2) @ 0

Ik(VT3) < 1 мкА

 

Расчет в  точке D:

Допустим, что VT4 в режиме насыщения.

Потенциал в точке: UD = Uбэ(VT4) = 0,7 В

IR3 = =0.9 мА

IR3 =Ik(VT3) + Iб(VT4), Ik(VT3) @1мкА

Iб(VT4) = IR3 = 0,9  мА

Если Iб(VT4)*β> Ik(VT4), то VT4 в режиме насыщения, проверим это.

Ik(VT4)= IR4+I0вых, I0вых = I0вх= Iэ1(VT1)=0,175 мА.

IR4= =4,9 мА

Iб(VT4)*β=0,9*50=45> Ik(VT4)=5,075 мА, т.е VT4 - в режиме насыщения ( Ukэ нас @ 0,1 В)

 

Расчет в  точке Е:

Потенциал в точке: UЕ=Uкэ нас(VT4) = 0.1 B

Ik(VT4)= IR4+I0вых, I0вых = I0вх =IэVT1=0,175 мА

IR4= =4,9 мА

Ik(VT4)=5,075 мА

 

Результат расчета:

Uoвых = 0.1 B 

Iовых = 0,175 мА

 

2.4. Расчет рассеиваемых мощностей:

 

Рассеиваемые  мощности на резисторах:

РR1 = =0,5252·8000=2,205 мВт

РR2 = =0,5252·8000=2,205 мВт

РR3 = =1,2252·4000=6,0025 мВт

РR4 = =4,92 ·1000=24,01 мВт

 

Потребляемый  ток при различных комбинациях  на входе устройства:

Iпотр(0000) = IR1+IR2+IR3+IR4 = 0,525+0,525+0,9+4,9 = 6,85 мА

Iпотр(0010) = IR1+IR2+IR3+IR4= 0,525+0,525+0,9+4,9 = 6,85 мА

Iпотр(1111) = IR1+IR2+IR3+IR4 = 0,375+0.375+1,225+0,01875 = 1,99375  мА

 

2.5. Результаты расчета:

Входные

сигналы

UA

UB

UC

UD

UE

IR1

IR2

IR3

IR4

 B

B

B

B

B

мА

мА

мА

мА

0000

0.8

0.8

0

0,7

0,1

0,525

0,525

0,9

4,9

0010

0.8

0.8

0

0,7

0,1

0,525

0,525

0,9

4,9

1111

2

2

0,7

0

4,9

0,375

0,375

1,225

0,01875


 

Вывод:

Результатом выполнения электрического расчета базового элемента стало  определения потенциалов  в расчетных  точках, определение режимов работы транзисторов и диодов, протекающих  токов при различных входных сигналов. Мы составили  таблицу истинности, а также определили функцию, которую выполняем данной устройство, Рассчитали потребляемые мощности устройства и токи потребления схемы при различных входных сигналах.

    

 

3. Разработка топологии  ИМС

 

На основе полученных расчетов разработаем  топологию устройства.

 

 

3.1. Выбор активных  элементов:

 

Выбор транзисторов и диодов:

Для микросхемы требуются бескорпусные транзисторы, которые должны обладать минимальными масса – габаритными  показателями с предельными параметрами исходя из схемы не менее:

Uкэ.мах = 10 В

Uэб.мах = 5 В

Iк.мах = 10 мА

 

Вместо транзистора VT1 используем три кремневых эпитаксиально-планарных транзистора КТ307А-1 n-p-n типа, причём их базы соединяем. 

Предельные  эксплутационные данные:

Максимальное напряжение коллектор-база – 10 В

Максимальное напряжение эмиттер-база –5В

Максимальный ток коллектора для  каждого транзистора – 10 мА

Максимальный ток эмиттера  - 10 мА

Постоянная рассеиваемая мощность каждого транзистора – 15мВт

 

 

Выбираем для VT2,VT3,VT4 транзистор типа КТ307А-1

Предельные  эксплутационные данные:

Максимальное напряжение коллектор-база – 10 В

Максимальное напряжение эмиттер-база –5В

Максимальный ток коллектора для  каждого транзистора – 20 мА

Постоянная рассеиваемая мощность двух транзисторов – 15 мВт

 

Выбираем диоды типа  КД904А-1 с параметрами

Прямой ток диода  - 5 мА

Обратное напряжения – 10 В

Обратный ток диода – 0,2 мкА

Прямое напряжения диода –не более 0,8 В

 

 

 

 

3.2. Выбор материала  для пленочных элементов:

В гибридных ИМС широко используют тонкоплёночные резисторы, которые наносятся на подложку в виде узких полосок, заканчивающихся контактными площадками.

Материал, используемый для изготовления резистивных плёнок должен обеспечивать возможность получения широкого диапазона стабильных во времени сопротивлений, обладать низким температурным коэффициентом сопротивления и высокой коррозионной стойкостью. При напылении он должен образовывать тонкие, чёткие линии с хорошей повторяемостью их от образца к образцу.

Оценим Rs min и Rs max.

Rmax = 8 кОм, Rmin= 1 кОм, .

,

.

В качестве материала выбираем сплав РС-3001 с характеристиками:

- материал контактных площадок – медь с подслоем нихрома

- удельное поверхностное сопротивления материала – 1 кОм/квадр.

- удельная мощность рассеяния Р0 – 20 мВт/мм2

Размер и конфигурация плёночных  резисторов находится по заданным номиналам резисторов Ri, удельному поверхностному сопротивлению плёнки Rs и мощности, рассеиваемой на резисторе.

Для определения размеров резисторов находим их коэффициент формы.

  .

Расчёт длины резистора проводим по формуле

Ширина резистора определяется как

 

Рассчитаем  размеры резисторов  R1 = R2 = 8 кОм:

Кф(R1) = Кф(R2) =  R1/ Rs =8000 / 1000 = 8

Выбирая  значения ширины резистора  из минимально рекомендуемых значений  b = 0,2 мм,  рассчитаем длину резистора

l = Кф(R1)·b = 8·0.2 = 1.6 мм

Максимальная  рассеиваемая мощность резисторами R1 и R2

PR1рассеив= PR2 рассеив = Po·S = Po·l·b = 0.2·1,6·20 = 6.4 мВт

PR1 рассеив = PR2 рассеив = 6.4 мВт > РR1max = РR2max = 2,205 мВт (см. Пункт 2.4)

 

 

Рассчитаем  размеры резистора  R3 = 4 кОм:

Кф(R3) = R3/ Rs = 4000 / 1000 = 4

Выбирая  значения ширины резистора  в = 0.3 мм,  рассчитаем длину резистора  l = Кф(R3)·b = 4·0.3 = 1.2 мм

Максимальная  рассеиваемая мощность резистором R3

PR3 рассеив = Po·S = Po·l·b = 20·0,3·1,2 = 7.2  мВт

PR3 рассеив = 7.2  мВт > PR3max = 6,0025 мВт

 

Рассчитаем  размеры резистора  R4 = 1 кОм:

Кф(R4) = R4/ Rs = 1000 / 1000 = 1

Выбирая  значения ширины резистора b = 1.2 мм,  рассчитаем длину резистора l = Кф(R4)·b = 1·1.2 = 1.2 мм

Максимальная  рассеиваемая мощность резистором R4

PR4 рассеив = Po·S = Po·l·b = 20·1.2·1.2 = 28.8 мВт

PR4 рассеив = 28.8 мВт > РR4max = 24,01 мВт

R1=R2

R3

R4

Kф1

l1,

мм

b1,

мм

Kф2

l2,

мм

b2,

мм

Kф3

l3,

мм

b3,

мм

8

1,6

0,2

4

1,2

0,3

1

1,2

1,2




В результате расчётов мы посчитали размеры резисторов. Площади резисторов таковы, что резисторы рассеивают мощности большее, чем выделяют при работе (см. пункт 2.4).

Разработка интегрального цифрового устройства