Классификация интегральных микросхем
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
ть следующие ограничения, накладываемые тонкоплёночной технологией: - навесные элементы устанавливаются в специально отведённые места на расстоянии не менее 0,5 mm от плёночных элементов и не менее 0,6 mm от контактной площадки; расстояние между навесными элементами выбирается порядка 0,3 mm; длина проволочных выводов навесных элементов должна быть в пределах: (0,6 5)mm;
минимально допустимое расстояние между плёночными элементами (в том числе и контактными площадками) составляет 0,2 mm;
минимальная длина резистора не должна быть меньше 0,5 mm;
минимальная ширина плёночных резисторов составляет 0,2 mm (при масочном методе), 0,1 mm (при фотолитографии);
для тонкоплёночных конденсаторов рекомендуется чтобы: нижняя обкладка выступала за край верхней не менее чем на 0,2 mm; диэлектрик выступал за край нижней обкладки не менее чем на 0,1 mm.
минимально допустимые размеры контактных площадок для навесных элементов составляют 0,4х0,4 mm (для припайки элементов) и 0,2х0,25 mm (для приварки элементов).
Примечания:
)В курсовой работе навесными элементами являются бескорпусные транзисторы и операционные усилители. Обозначения и структуры этих элементов показаны на рис. 8.
)На схемах все размеры указаны в миллиметрах.
11.Пример расчёта
1)На рис. 9 приведена принципиальная схема сумматора на операционном усилителе. Учитывая ранее приведённую схему расположения выводов у бескорпусного ОУ (на рис. 8), заданная схема преобразуется таким образом, чтобы не было пересечений проводников, а все внешние выводы были на одной стороне подложки (рис. 10).
)Проводится расчёт и выбирается конфигурация резисторов.
)а) удельное поверхностное сопротивление резистивной плёнки определяется по формуле (13)
;
Из таб. 1 выбирается материал плёнки, удельное поверхностное сопротивление плёнки которого наиболее близко к полученному значению rsопт. Выбранный материал - кермет К-50С с удельным поверхностным сопротивлением rs = 10 000 W/ (кермет К-50С, термическое напыление). Проводится расчёт резисторов, выполненных из кермета К-50С.
Рассчитываются коэффициенты формы по формуле (4).
;
;
Исходя из полученных значений коэффициента формы, определяем форму резисторов. Так как Кф<10, то резисторы имеют прямоугольную форму.
Расчёт для R1
Задаёмся минимальной шириной резистора: вmin = 0,2 mm. Находим длину резистора по формуле (5)
1 = Kф1b = 2 0,2 mm = 0,4 mm
так как l1<lmin, то расчёт надо переделать. Задаётся минимальная длина и вычисляется ширина резистора.
1 = lmin = 0,5 mm, тогда (согласно формуле 5)
Расчёт для R2; R3.
Учитывая, что Кф2 = Кф3< 1, сразу задаётся длина резисторов, равная lmin.
2 = l3 = lmin = 0,5 mm.
Определяем ширину резисторов:
;
Таким образом, полученные размеры резисторов:
1: l1 = 0,5 mm; b1 = 0,25 mm
R2: l2 = 0,5 mm; b2 = 1,06 mm
R3: l3 = 0,5 mm; b3 = 1,06 mm
Площадь, занимаемая резисторами составляет:
R = (0,5 0,25 + 0,5 1,06 + 0,5 1,06) = 1,185 mm2 1,2 mm2
3)Расчёт плёночного конденсатора С1
)Материал диэлектрика для конденсатора С1 выбирается из таб. 2. Учитывая, что резисторы изготавливаются методом термического напыления, то по технологическим соображениям материал диэлектрика также должен напыляться тем же методом. Исходя из этого, выбирается для диэлектрика моноокись кремния (SiO) с удельной ёмкостью равной C0 = 10 000 pF/cm2.
)Рассчитаем площадь конденсатора, используя формулу (4):
;
6)Площадь бескорпусного ОУ составляет
оу = 1,5 x 1,5 = 2,25 mm2.S = 1,2 mm2 + 100 mm2 + 2,25 mm2 = 103,45 mm2;
7)Выбор размера подложки.
)Учитывая площадь соединений, расстояние между элементами ГИС и расстояние от края подложки, полученное значение площади увеличиваем в три раза
SS = 3SS = 3 103,45 310 mm2.
9)Исходя из этого по таб. 3 выбираем типоразмер платы: (16 х 20) mm.
10)На основе проведённых расчётов и выбранных конфигураций элементов составляется топологическая схема гибридной ИМС (рис. 11).
)Рисунок выполнен в масштабе 10 : 1.
)На рисунке пунктиром обозначена граница диэлектрической плёнки; штрихом обозначена граница нижней обкладки конденсатора; резистивная плёнка заштрихована.
Литература
1."Конструирование и технология микросхем". М., "Высшая школа" 1984 г.
.Под ред. Коледова Л.А.
.Ефимов Е.И. и др.
."Микроэлектроника". М., "Высшая школа" 1986 г.
.Коледов Л.А., Ильина Э.М.
."Гибридные интегральные микросхемы". М., "Высшая школа" 1987 г.
.Степаненко И.П. "Основы микроэлектроники". М., "Сов. радио" 1980 г.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Варианты принципиальных электрических схем для ГИМС, (рис. 12).
Рис. 12.1. Фильтр нижних частот
Рис. 12.2. Фильтр верхних частот
Рис. 12.3. Полосовой фильтр
Рис. 12.4. Режекторный фильтр
Рис. 12.5.Неинвертирующий сумматор
Рис. 12.6. Инвертирующий сумматор
Рис. 12.7. Суммирующий интегратор
Рис. 12.8. Неинвертирующий интегратор
Рис. 12.9. Фазовращатель
Рис. 12.10. Генератор прямоугольных импульсов
Рис. 12.11. Усилитель по схеме с О.Э.
Рис. 12.12. Усилитель по схеме с О.Б.
Рис. 12.13. Дифференциальный усилитель
Рис. 12.14. Каскодный усилитель
Рис. 12.15. Усилитель с эмиттерным повторителем
Рис. 12.16