Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов заключается в определении формы, геометрических размеров и минимальной площади, занимаемой резисторами на подложке. При этом необходимо, чтобы резисторы обеспечивали рассеивание заданной мощности при удовлетворении требуемой точности γR в условиях существующих технологических возможностей.
Порядок расчета резистора прямоугольной формы
Рассчитаем коэффициент формы Кф по формуле (1.1)
Кф = (1.1)
где R – номинальное значение сопротивления, Ом;
ρS – поверхностное сопротивление материала, Ом/□.
Рассчитаем минимальную ширину резистора bр, мм, при которой обеспечивается заданная мощность по формуле (1.2)
bр = (1.2)
где Р – мощность, Вт;
Р0 –предельное значение удельной мощности рассеяния, Вт/см2.
Рассчитаем температурную погрешность γRt,%, по формуле (1.3)
γRt = άR*(tmax - 20°C)*100% (1.3)
где άR – температурный коэффициент сопротивления, 1/°С;
tmax – температурный диапазон, °С.
Рассчитаем относительную погрешность коэффициента формы γКфmax,%, по формуле (1.4)
γКфmax = γR - γρs - γRt - γRk - γRст (1.4)
где γR - относительная погрешность сопротивления, %;
γρs - относительная погрешность формирования поверхностного сопротивления,%;
γRt - температурная погрешность, %;
γRk - погрешность сопротивления контактной области, %;
γRст - относительная погрешность сопротивления, %.
Рассчитаем минимальную ширину резистора bточн, мм, обусловленную точностью воспроизведения, по формуле (1.5)
bточн = (1.5)
где ∆l,∆b – абсолютная погрешность формирования геометрических размеров, мм;
Выбираем ширину резистора не меньше самого большого из трех значений bтехн, bP, bточн по формуле (1.6)
b > = max (bтехн; bP; bточн) (1.6)
где bтехн – разрешающая способность метода формирования пленки, мм.
Рассчитаем рабочую длину резистора l, мм, по формуле (1.7)
l = b*КФ (1.7)
Рассчитаем полную длину резистивной пленки l0, мм, по формуле (1.8)
l0 = l + 2*l1 (1.8)
где l1 - величина перекрытия резистивной и проводящей пленок, мм.
Площадь S, мм, занимаемая резистором рассчитывается по формуле (1.9)
S = b*l0 (1.9)