Дано:
Значения элементов: R1=10 кОм; R2=100 кОм; С1=50000 пФ; С2=50000 пФ
Рисунок 4 - Избирательный RC-усилитель
Требуется: Разработать и нарисовать в масштабе 10:1 топологию тонкоплёночной гибридной интегральной схемы на основе бескорпусного операционного усилителя, изготавливаемую методом термического напыления тонких плёнок через свободную маску.
Решение
Обозначения выводов и размеры бескорпусного ОУ показаны на рисунке 5.
Рисунок 5 - Обозначения выводов и размеры бескорпусного ОУ
Преобразуем заданную электрическую схему таким образом, чтобы все внешние выводы находились на краю длинных сторон подложки и были исключены пересечения плёночных проводников. Для этого заменим взаимные пересечения плёночных проводников пересечением плёнки и выводов навесного бескорпусного ОУ.
Рисунок 6 - Преобразованная схема избирательного RC-усилителя
Рассчитаем размеры пассивных элементов
. Коэффициент формы Кф всех резисторов находим по формуле:
Кф=Ri/ps
где Ri – сопротивление резистора,
ps - удельное поверхностное сопротивление материала.
Выберем в качестве материала для резисторов R1 сплав РС3710, имеющий ps=2500 Ом/квадрат.
Кф1 = 10000:2500 = 4
Кф2 = 100000:2500 = 40
Так как 1< Кф1 ≤10, то резистор имеет прямоугольную форму, а Кф2≥10, то резистор R2 имеет форму меандра.
Взяв минимальную ширину резистора bmin = 0,1 мм, находим длину резисторов:
L1 = Кф1 bmin = 40,1 = 0,4 мм
L2 = Кф2 bmin = 400,1 = 4 мм
Площадь, занимаемая резисторами, составляет:
SR = 0,4х0,1 + 4х0,1 =0,44мм2=0,0044см2
Площадь плёночных конденсаторов находим с помощью значений удельной ёмкости С0 для разных типов диэлектрических плёнок, в нашем варианте окись тантала (С0 =100000пФ/см2)
Sс = Sс1 + Sс2 = С1/С0 + С2/С0 = 50000/100000 + 50000/100000 = 0,5+0,5 = 1см2
Бескорпусный ОУ занимает площадь:
Sоу =1,51,5=2,25мм2
Общая площадь, занимаемая всеми элементами, составляет:
S= 0,0044 + 1 + 0,0225 = 1,0269 см2
Учитывая площадь соединений, промежутки между элементами ИМС и расстояние от края подложки следует увеличить S в несколько раз