1.1 Загальна частина

У якості прикладної інженерної задачі для виконання даної роботи вибрана задача розрахунку резисторів мікросхеми. При цьому розрахункова методика відповідно спрощена і адаптована.

Резистори мікросхеми звичайно є смужками резистивної плівки різної форми. В даній роботі розглядаються тонкоплівкові резистори тільки двох видів: у формі прямокутника (мал.1) і у формі меандру (мал.2). Розрахунок резистора полягає у визначенні його розмірів (в мм) - довжини l і ширини b для прямокутного резистора (див. мал.1), ширини смужки b, відстані між смужками a, розмірів X і Y, а також числа ланок n - для резистора у формі меандру (див. мал.2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Необхідні для розрахунку початкові дані зведені в таблицю. Для зручності розробки алгоритму і програми, початкові дані умовно розділені на дві групи - дані із змінними (табл.1) і постійними (табл.2) величинами, а також вказані їх реальні чисельні значення. Це дає можливість проводити контроль початкових даних і отримувати фізично обґрунтовані результати.

Таблиця 1 - Початкові дані для розрахунку (змінні значення)

Таблиця 2 - Початкові дані для розрахунку (постійні значення)

Порядок розрахунку резистора

Визначається значення коефіцієнта форми резистора k_ф

k_ф = . (1)

В залежності від значення k_ф обирається форма резистора:

? при 1 ? k_ф ? 10 - резистор прямокутної форми (мал.1);

? при 0,1 ? k_ф < 1 - резистор прямокутної форми, у якого довжина менше ширини (мал.1, l<b);

? при k_ф > 10 - резистор складної форми (використовуються резистори різних конструкцій, в даній роботі - резистор типа “ меандр ”, мал.2);

? при k_ф < 0,1 - резистор конструювати не рекомендується.

1. Розрахунок резисторів прямокутної форми

Шукані розміри прямокутного резистора звязані наступним співвідношенням:

k_ф = . (2)

Для резистора з k_ф?1 розрахунок розмірів починають з визначення ширини. Ширину резистора обирають із умови:

b ? max {b_техн b?, b_потужн}, (3)

де b? - мінімальна ширина резистора, при якій забезпечується задана точність:

; (4)

b_потужн - мінімальна ширина резистора, при якій розсіюється задана потужність:

. (5)

Після того, як визначена ширина резистора b, знаходять його довжину l за допомогою формули (2). Отримані розрахункові значення b і l округляють з урахуванням кроку координатної сітки h по формулі:

, (6)

де функція int(X) позначає виділення цілої частини X;

W_округл, W_розрах - відповідно округлене і розрахункове значення.

На цьому розрахунок резистора з k_ф?1 завершують.

Для резистора з k_ф<1 розрахунок розмірів починають з визначення довжини. Довжину резистора вибирають з умови:

l ? max {т_ехн., l?, l_потужн}, (7)

де l? - мінімальна довжина резистора, при якій забезпечується задана точність:

; (8)

l_потужн - мінімальна довжина резистора, при якій розсіюється задана потужність:

. (9)

Після того, як визначена довжина резистора l, знаходять його ширину b, використовуючи формулу (2). Потім округляють набуті значення b і l по формулі (6), і на цьому розрахунок закінчують.

2. Розрахунок резистора складної форми

Розрахунок резистора типу “ меандр ” проводять в такій послідовності.

Визначають ширину резистора по формулах (3)…(5) і округляють отримане значення по формулі (6).

Знаходять довжину середньої лінії меандру

. (10)

Задають відстань між смужками а (див. мал.2). Рекомендується прийняти a=b. Якщо a<a_min, то приймають a=a_min.

Знаходять крок однієї ланки меандру

t = a + b. (11)

Визначають число ланок меандру по наближеній формулі

. (12)

Обчислюють довжину меандру

X = n • (a + b). (13)

Визначають ширину меандру

. (14)

Перевіряють умову

. (15)

Якщо ця умова виконується, то розрахунок закінчують. Інакше вимагається змінити конструкцію резистора через технологічні обмеження. Для цього змінюють відстань а і перераховують параметри резистора. В даній роботі при невиконанні умови (15) слід збільшити а на величину a_min і повторити обчислення по формулах (11)…(14).

Кінець розрахунку

При необхідності розрахунку декількох резисторів, для кожного з них задаються свої початкові дані (див. табл.1 і табл.2) і виконуються відповідні дії за формулами (1)…(15).

Отже, остаточно загальна частина завдання на курсову роботу формулюється таким чином: розробити алгоритм і програму розрахунку e тонкоплівкових резисторів. Кількість резисторів N задається користувачем разом із іншими початковими даними до розрахунку.