Необходимо разработать топологию тонкопленочной гибридной интегральной схемы, реализующей неинвертирующий ФНЧ радиоэлектроника

Задание 3

Необходимо разработать топологию тонкопленочной гибридной интегральной схемы, реализующей неинвертирующий ФНЧ ( рисунок 1).

Рисунок 1
кОм; кОм; кОм; кОм; пФ; пФ;
Напыление термическое.

1. В качестве материала резистивной и диэлектрической пленок выбираем кермет ( Ом/квадрат) с термическим способом напыления. Выбираем Ом/квадрат, полагая, что данное значение обеспечивается необходимым выбором длительности процесса напыления и, соответственно, толщиной напыляемой пленки.
2. Определяем коэффициент формы резисторов по формуле

3. Аналогично выбираем материал диэлектрической пленки для изоляции обкладок конденсаторов – моноокись кремния ( ).
Выбираем
4. Площадь перекрытия обкладок рассчитываем по формуле

;
5. Так как все коэффициенты формы резисторов меньше 10, то резисторы имеют прямоугольную форму.

Зададимся минимально допустимой шириной резистивной пленки b=100 мкм, тогда длина резистивной пленки =0,0002 м ; м
Длина резисторов оказалась меньше допустимой мкм = 0,0005 м, поэтому задаемся и определяем ширину резисторов м
м.
6. При выборе формы конденсаторов учитываем, что нижняя обкладка должна выступать за край верхней не менее чем на 200 мкм, а диэлектрическая пленка должна выступать за край нижней обкладки не менее чем на 100 мкм.
Так как см2, то выберем квадратную форму с длиной стороны верхней обкладки
см, длиной стороны нижней обкладки м, длиной стороны диэлектрической пленки м.
Аналогично при см2 получим см, см, см
5. Площадь контактных площадок выбираем, исходя из того, что площадь контактной площадки должна быть не менее мм2. По схеме нужно 19 контактных площадок. Находим их суммарную площадь мм2
Суммарная площадь резисторов мм2
Суммарная площадь конденсаторов мм2
Площадь операционного усилителя мм2
Примерная площадь подложки
0,4375+2,25+160,55) мм2
Выбираем стандартную подложку с длиной 30 мм, шириной 24 мм и общей площадью
720 мм2.
При выборе расположения элементов на подложке и реализации соединений между элементами ( рисунок 2) учитывалось, что контактные площадки под внешние выводы схемы должны располагаться вдоль длинных сторон подложки не ближе 1 мм от ее края. Также не ближе 1 мм от края подложки располагаются все элементы схемы и пленочные соединительные проводники. Толщина пленочных проводников не менее 50 мкм, пересечений между ними нет. Расстояние между пленочными элементами ( включая проводники) - не менее 200 мкм. Операционный усилитель располагается на расстоянии не ближе 500 мкм от пленочных элементов и 600 мкм от контактных площадок. Длина проволочных выводов не менее 600 мкм и не более 5 мм, при этом есть прохождение проволочных выводов над соединительными проводниками, но нет изгибов и пересечений проволочных выводов между собой.

Рисунок 2. Топология гибридной интегральной схемы, реализующей неинвертирующий ФНЧ.