Расчет пленочных резисторов

 

Исходными данными для расчета пленочных резисторов являются:

- номинальные значения резисторов (таблица 5.1)

- предельные отклонения от номинального значения (допуск)  (таблица 5.1);

- мощность рассеивания ;

- рабочий диапазон температур (таблица 1.1);

- точность формирования геометрических размеров (ширины мм, длина мм)

Материалы, принимаемые для изготовления резисторов, должна обеспечивать получения широкого диапазона стабильных во времени сопротивлений, обладающий научным температурным коэффициентом сопротивления и высокой коррозийной стойкостью. Тонкопленочные резисторы можно изготовлять из металлов, сплавов, полупроводников и смесей металлов и неметаллов (кермесы). Материалы наиболее часто применяемые для изготовления резисторов приведена в таблице 5.2.

Наилучшими характеристиками обладает сплав РС3710.

 

Таблица 5.1 – Номиналы резисторов

Номер позиции	Номинальные значения, Ом	%	Вт
R1 – R3 R4	100 100	2.5 2.5	0.1 0.4	125 125

Таблица 5.2 – Электрические характеристики материалов для пленочных резисторов

Резистивная материя	Диапазон сопротивлений, ОМ	Удельное сопротивление,  Ом/в	Удельная допустимая мощность рассеивания, мВт/мм	ТКС , 1/град
Хром ЭРХ ЧСТУ5-30-70 Нихром Х20Н80 ГОСТ 12766-67 Кермет К-50С 0,02 101ЗТУ Сплав РС3710 ЕТО021,034ТУ	0,500-30,000   0,005-30,000   1,000-1000,000 1,000-200,000	200-500   100-300   3,000-10,000 3000	10   20   20   20	1,8-2,0   2,5   -5,0….+3,0   1,0

 

Материал резисторов пленочных для разрабатываемых плат выбран – РС3710, так как он обладает наиболее способными во времени свойствами.

Конкретное значение удельного поверхностного сопротивления резистивной пленки выбирается ближайшим к оптимальному, разшитаному по формуле [4]:

 

 (5.1)

 

где  - погрешность коэффициента формы;

 - номинальное значение  резистора, Ом;

 - число резисторов;

Для определения  используется формула [4]:

 

 (5.2)

где  - предельное отклонение от номинального значения сопротивления (2,5%)

 - погрешность воспроизведения удельного поверхностного сопротивления резистивной пленки (1%);

 - температурная погрешность (0,013%);

 - погрешность, обусловленная старением пленки (0,237%);

 - погрешность переходных сопротивлений контактов (1%);

Погрешность коэффициента формы согласно (5.2)

=0,25. Удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки согласно (5.1) =100Ом/ .

Конфигурация резисторов определяется их функциональными назначениями, номинальным значением, удельным сопротивлением резистивной ленки, точностью, предъявляемой к их изготовлению, технологическим процессом их изготовления, площадью на плате, отъеденной под резистор.

Основным параметром пленочных резисторов является коэффициент формы [4]:

 

 (5.3)

 

где  - длина резистора, мм;

 - ширина резистора, мм;

 - номинальное значение сопротивления резисторов, Ом;

 - удельное сопротивление резисторной пленки, Ом/ .

Согласно (5.3) = 1, значит результаты имеют форму квадрата и .

Расчетное значение длины резистора  должен быть не меньше наибольшего значения одной из трех величин [4]:

 (5,4)

 

где  - минимальная длина резистора, определяемая возможностями технологического процесса (  тонкопленочной технологии = 0,1мм);

- длина резистора, определяемая точностью изготовления, мм;

 - минимальная длина резистора, при которой обеспечивается заданная мощность рассеяния, мм;

Длина резистора, определяемая точностью изготовления , рассчитывается по формуле [4]:

 

 (5.5)

 

где , - точность формирования геометрических размеров резистора, мм;

 - коэффициент формы;

 - погрешность коэффициента формы.

Для определения минимальной длины регистра, при которой обеспечивается заданная мощность рассеивания, используют формулу:

 

 (5.6)

 

где  - заданная мощность рассеивания, Вт;

- удельная мощность, которую может рассеять единица площади материала, Вт/мм .

За длину резистора  принимается ближайшее целое значение , краткое шагу координатной сетки, принятому для чертежа топологии.

Расчетное значение ширены резистора  определяется по формуле [4]:

 

 (5.7)

 

За ширину результата принимается ближайшее к  целое значение, краткое шагу координатной сетке, принятому для чертежа топологии.

При =1 достаточно провести расчет лишь для длины резистора, так как .

Результаты расчета резисторов сведены в таблицу 5.3.

 

Таблица 5.3 – конструктивный расчет резисторов

Номер позиции	Номинальное значение, Ом	Ом/		Вт	мм	мм
	100 100	100 100	1 1	0,1 0,4	1 2	1 2