д1-Amaliy mashg’uloti
Mavzu: Integral mikrosxemaning passiv elementlarini hisoblash rezistorlarni loyihalash va aniqlash
Ishdan maqsad: Yupqa plyonkali rezistorlar topologiyasini hisoblash va loyihalash Nazariy qism Rezistorlarning ishlashi materiallardan o‘tayotgan elektr tokiga qarshilik qilish xususiyatiga asoslangan. Rezistorlar vazifasiga ko‘ra umumiy, pretsizion, yuqori chastotali, yuqori megaomli, yuqori voltli va maxsus, ishlatilish xususiyatlariga ko‘ra esa, temperatura va namlikka bardoshli, vibratsiyaga va zarbga chidamli, yuqori darajada ishonchli bo‘lishi mumkin. Umuman olganda elementlarning qarshiligi quyidagi formula bilan aniqlanadi:
bunda: R-O’tkazgichning qarshiligi,ρ-o’tkazgichning solishtirma qarshiligi,s-o’tkazgichning ko’ndalang kesim yuzasi,l-o’tkazgich uzunligi Turli xil rezistorlarning qarshiligini aniqlash uchun formulalar quyidagi jadvalda keltirilgan.Integral mikrosxema (IMS)lar rezistorlarini yasashda uning geometrik o‘lchamlarining kichikligi sababli mo‘ljallangan qarshilikni olish imkoniyati bo‘lmaydi. Shuning uchun mexanik usullar bilan yoki lazer nuri yordamida geometrik o‘lchamlarini qisqartirib, rezistor qarshiligi talab etilgan nominalga keltiriladi.
Plyonkali rezistorlari gibrid integral mikrosxema (GIMS) va mikromontajlarning eng keng tarqalgan elementlaridan biri hisoblanadi. Plyonkali rezistorlar qalinligiga qarab nafis va qalin kabi farqlanadi. Yupqa plyonkali rezistorlarning qalinligi 1 mikrondan oshmaydi va ular asosan vakuumli yotqizish va cho'ktirish usullari bilan ishlab chiqariladi. Qalin plyonkali rezistorlar ekranli bosib chiqarish usullari bilan amalga oshiriladi. Ularning qalinligi (10-100) mkm.
Plyonkali rezistorlari dielektrik substratga yotqizilgan bo’lib uning uchlarida yuqori elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan kontakt yostiqchalari mavjud bo’ladi. 1-rasmda bunday rezistorlarning eng keng tarqalgan konfiguratsiyasini ko'rsatilgan.
1-rasm.Plyonkali rezistorlarning konfiguratsiyalashgan ko’rinishi
Plyonkali tranzistorlarning asosiy parametrlari
Rezistorning asosiy xarakteristikasi uning nominal qarshiligidir Rn (1)
Bu yerda- ρ-o’tkazgichning solishtirma qarshiligi;
l,d,b- rezistiv plyonkaning uzunligi, kengligi va qalinligi; RK= -plyonkani kvadrad qarshiligi; Ksh-rezistorning shakl koeffisenti.
To'rtburchak plyonka qarshiligining umumiy qarshiligi Rn=RKKsh+2Rs (2) bu tenglikdagi Rs-qarshilik va o'tkazgichning kontakt qarshiligi.
Meander shaklida qilingan rezistorni hisoblashda shuni hisobga olish kerakki, egilish joylarida potentsial maydon bir xil bo'lmaydi (2-rasm) va energiya tashqi burchakdan ancha katta bo'lgan ichki burchakda chiqariladi. Potensial maydon egilish burchagidan b masofada tekislanadi. Burchak kvadratining qarshiligiga teng bo'lib chiqadi 0,55 RK(Ksh= 0,55). Shuning uchun to'g'ri burchakni tashkil etuvchi uchta kvadratning qarshiligi 2,55 R ga teng.
2-rasm. Mender rezistorlarida oqim zichligi taqsimoti
Dumaloq shakldagi egilish qarshiligi (3-rasm shtrixlangan yuza qarshiligi) Muayyan holatda, rezistiv plyonka kengligi b = 2r2 bo'lganda yumaloq qismining qarshiligi 2R’ = 2,86 RK ga teng bo’ladi.
meander shaklida qilingan plyonkali rezistorning umumiy qarshiligining ifodasi quyidagicha yoziladi:
RM= RK⋅n + m ⋅0,55 RK+ 2RS(3)
Bu yerda n-Ksh=1 bo’lgan kvadratlar soni; m- Ksh=0.55 burchak kvadratlari soni
3-rasm.”Ilon”tipli qarshilikning konstruksiyasi
“Ilon”tipli qarshilik rezistorning to’g’ri chiziqli va eri qismlarning qarshiligidan iborat bo’ladi.
(4)
-umumiy to’g’ri to’rtburchaklar soni
m-egilishdagi konfiguratsiyalar soni
Shuni hisobga olish kerakki, kontakt qarshiligining qiymati ko'p jihatdan kontakt materiallarini tanlashga, shuningdek ularni ishlab chiqarishning texnologik shartlariga bog'liq. Shuning uchun har bir laboratoriyada RS qiymatlari eksperimental tarzda aniqlanadi. Yuqori qarshilikli rezistorlarni hisoblashda odatda RS qiymati e'tiborga olinmaydi.
Nominal qarshilikning chidamliyligi ΔR/R rezistor qarshiligining nisbiy o'zgarishi bilan belgilanadi, chunki texnik ishlab chiqarish xatolari, harorat o'zgarishi va materiallarning eskirishi bilan bog'liq beqarorlashtiruvchi omillar hisoblanadi.
Rezistorning umumiy nisbiy xatoligi NR=ΔR/R barcha ishlab chiqarish xatolari va uning ishlashi paytida yuzaga keladigan xatolar yig'indisi bilan aniqlanadi.
NR=ΔR/R=NRK+NKF+NRk+NRT+NRCT(5)
Bu yerda NRK=( Δρ/ ρ) + (Δd / d)-ishlab chiqarishni nisbiy xatosi, NKF=( Δl / l) + ( Δb / b)-nisbiy xatolik, NRk-kontakt qarshiligining o’tish xatoligi, NRT=αR ⋅ ΔT qarshilikning harorat bilan bog’liq xatoligi, NRCT-materialning eskirishi bilan bog’liq xatolik.
Haroratning barqarorligini tavsiflash uchun αR materialning harorat qarshilik koeffitsienti tushunchasi kiritilgan.
Plyonka eskirishi tufayli NRCT xatoligi plyonka qarshiligining vaqtinchalik beqarorligini aniqlaydi. Bu plyonkalarning materialiga, ularni himoya qilish samaradorligiga, shuningdek saqlash va ishlatish shartlariga bog'liq. Plyonka rezistorining eskirish koeffitsienti plyonka strukturasining o'zgarishi va uning oksidlanishi tufayli o'ziga xos sirt qarshiligining eskirish koeffitsientiga deyarli tengdir.
NRCT=( ΔR/R)CT=KCT∙t bu erda t - rezistorning qarshiligi ΔR ga bog’liq o'zgargan eksplutatsiya vaqti. Germaniyli integral mikrosxema uchun odatda NRCT 3% dan oshmasligi kerak. NRk xatoligi metall plyonkalarni cho'ktirishning texnologik shartlariga, rezistorli plyonkalarning qarshiligiga va kontakt yostiqlarining bir-birining ustiga chiqishining geometrik o'lchamlariga bog'liq.
Ruxsat etilgan tarqalish quvvati Pruxsat plyonka materialining o'ziga xos tarqalish kuchi P0 va rezistorning maydoni bilan belgilanadi.
Pruxsat=P0∙SR= P0∙l∙b (6)
Maxsus quvvat sarfi P0 plyonka rezistorlarining yuk hajmini aniqlaydi va bu materialning energiya xarakteristikasi hisoblanadi (1-jadval).
Yupqa plyonkali rezistorlar uchun materialning xususiyatlari
1-jadval
