2020-01-14
349
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 |
