ВПУ-313. Предмет: Проектирование РЭА. Группа: РА-6. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ. На тему: Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении схемы усилителя мощности. Учащегося: Короткова Е. В.
Преподаватель: Даниелян В.С. Дата выдачи задания:
Дата окончания проектирования:
Москва 1997г. Схема усилителя мощности.
Эта схема представляет собой усилитель мощности на биполярном транзисторе, включенном по схеме с ОЭ. Переходной конденсатор C1 пропускает во входную цепь переменную составляющую напряжения источника сигнала и не пропускает постоянную составляющую. Блокирующий конденсатор C2 шунтирует резистор R4 по переменному току, исключая тем самым отрицательную обратную связь по переменным составляющим. Отсутствие конденсатора C2 привело бы к уменьшению усиления каскада. В области низших частот на работу усилителя оказывают влияние переходной и блокирующий конденсаторы, в области высших частот – частотная зависимость коэффициента тока базы, коллекторная емкость и емкость нагрузки. Описание элементов.
Выбор метода изготовления тонкопленочной ГИМС. Исходя из данных видно, что погрешность изготовления резисторов и конденсаторов не более 10%. Для изготовления схемы усилителя мощности выбираем метод фотолитографии, т. к. этот метод дает более высокую точность изготовления ГИМС и более высокий процент выхода годных изделий при серийном и крупносерийном производстве.
Расчет конденсаторов. Выбор материала диэлектрика. Выбор материала диэлектрика производят по таблице 3, исходя из исходных данных. Для C1 – электровакуумное стекло C 41 - 1. Для C2 – электровакуумное стекло C 41 - 1. Материалом обкладок для этих конденсаторов будет Al. Определение уточненной толщины диэлектрика. d=0,0885*(/Co d=0,02301 мм Определение площади перекрытия обкладок конденсаторов. S=C/Co*Кз SС1=20 мм*мм SС2=550 мм*мм Определение размеров обкладок конденсаторов. Размеры верхних обкладок конденсаторов будут равны: __ lв.о.= bв.о.=( S lв.о.С1= bв.о.С1=4,472 мм lв.о.С2= bв.о.С2=23,452 мм Размеры нижних обкладок конденсаторов, с учетом допусков на перекрытие, будут равны: lн.о.=bн.о.= lв.о.+2((l+g) lн.о.С1=bн.о.С1=4,922 мм lн.о.С2=bн.о.С2=23,902 мм Определение размеров межслойного диэлектрика. lд/э= bд/э =lн.о.+ 2((l+f) lд/э С1=bд/э С1=5,372 мм lд/э С2=bд/э С2=24,352 мм Определение площади, занимаемой конденсаторами, по размерам диэлектрика. S = lд/э* bд/э SС1 = 28,858 мм*мм SС2 = 593.0199 мм*мм Расчет резисторов. Выбор материала резистивной пленки. Для R1 - нихром X20H80. Для R2 - нихром X20H80. Для R3 - нихром X20H80. Для R2 - нихром X20H80. Проверим, правильно ли выбран материал резистивного слоя. (ф = (R/R*100 - ((s/(s*100; (ф1 = 0,3212 (ф2 = 0,0542 (ф3 = 0,0267 (ф4 = 0,6167 Резистивный материал выбран верно т.к. (ф1; ( ф 2; ( ф 3; ( ф 4 > 0 Вкачестве материала контактных площадок используем Cu. Определение коэффициента формы резисторов. Коэффициент формы определяется по формуле: Kф=; Кф1 = 7,3 Кф2 = 1,6 Кф3 = 15 Кф4 = 0,4 Определение конструкции резисторов по величине коэффициента формы. Для R1 - Форма прямоугольная, т.к. 1 ( Кф ( 10 Для R2 - Форма прямоугольная, т.к. 1 ( Кф ( 10 Для R3 - Форма составной меандр, т.к. 10 ( Кф ( 50 Для R4 - Форма прямоугольная, т.к. Кф < 1, но получается, что ширина > длины Определение ширины резисторов. Рассчёт точной ширины резисторов производится по формуле: bточн= ((l/Кф+(b)/(ф; Рассчёт ширины резисторов с учетом их мощности: bр= ;
Для R1 - bр = 0,58 мм Для R2 - bр = 0,88 мм Для R3 - bр = 0,15 мм Для R4 - bр = 1,76 мм Для R1 - bточн = 0,8849 мм Для R2 - bточн = 4,9 мм Для R3 - bточн = 9,9875 мм Для R4 - bточн = 1,4188 мм Выбираем из всех значений ширины сопротивления максимальное значение:
R1 max [ bтехн=0.1мм bточн=0,88 мм bp=0,58 мм] b1=0,88 мм R2 max [ bтехн=0.1мм bточн=4,9 мм bp=0,88 мм] b2=4,9 мм R3 max [ bтехн=0.1мм bточн=9,98 мм bp=0,15 мм] b3=9,98 мм R4 max [ bтехн=0.1мм bточн=1,41 мм bp=1,76 мм] b4=1,76 мм Расчет длины резисторов. Расчетная длина резистора определяется как: Lрасч = b*Kф; Полная длина резистора определяется как: Lполн = Lрасч +2h;
Lрасч R1 = 6,424 мм Lрасч R2 = 7,84 мм Lрасч R3 = 149,7 мм Lрасч R4 = 0,704 мм
Lполн R1 = 6,624 мм Lполн R2 = 8,04 мм Lполн R3 = 149,9 мм Lполн R4 = 0,904 мм
Расчет площади резисторов. S = Lполн * b SR1 = 5,829 мм*мм SR2 = 39,396 мм*мм SR3 = 1496 мм*мм SR4 = 1,59 мм*мм Все полученные значения резисторов приведены в таблице: Резистор Номинал Материал Резистора Размеры b, мм Размеры l, мм Размеры S, мм*мм Коэф. формы
