Конструирование микросхем и микропроцессоров

Рефераты, курсовые, дипломные, контрольные (предпросмотр)

Тип: Курсовая работа. Файл: Word (.doc) в архиве zip. Категория: Технологии
Адрес этого реферата http://referat-kursovaya.repetitor.info/?essayId=4566 или
Загрузить
В режиме предпросмотра не отображаются таблицы, графики и иллюстрации. Для получения полной версии нажмите кнопку «Загрузить». Рефераты, контрольные, дипломные, курсовые работы предоставляются в ознакомительных целях, не для плагиата.
Страница 1 из 3 [Всего 3 записей]1 2 3 »

Задание на курсовое проектирование

В данном курсовом проекте требуется разработать комплект конструкторской документации интегральной микросхемы К 237 ХА2. По функциональному назначению разрабатываемая микросхема представляет собой усилитель промежуточной частоты. Микросхема должна быть изготовлена по тонкопленочной технологии методом свободных масок (МСМ) в виде гибридной интегральной микросхемы (ГИМС).

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная

Таблица 1. Номиналы элементов схемы:

Для подачи на схему входного сигнала и снятия выходного к микросхеме требуется подключить некоторое количество навесных элементов. Одна из возможных схем включения приведена на следующем рисунке.

Рис. 2. Возможная схема включения

Таблица 2. Номиналы элементов схемы включения

Технические требования:

Конструкцию микросхемы выполнить в соответствии с электрической принципиаль-ной схемой по тонкопленочной технологии методом свободных масок в корпусе.

Микросхема должна удовлетворять общим техническим условиям и удовлетворять следующим требованиям:

" предельная рабочая температура - 150 С;

" расчетное время эксплуатации - 5000 часов;

" вибрация с частотой - 5-2000 Гц;

" удары многократные с ускорением 35;

" удары однократные с ускорением 100;

" ускорения до 50.

Вид производства - мелкосерийное, объем - 5000 в год.

Аннотация

Целью данного курсового проекта является разработка интегральной микросхемы в соответствии с требованиями, приведенными в техническом задании. Микросхема выполняется методом свободных масок по тонкопленочной технологии.

В процессе выполнения работы мы выполнили следующие действия и получили ре-зультаты:

- произвели электрический расчет схемы с помощью программы электрического мо-делирования "VITUS", в результате которого мы получили необходимые данные для расчета геометрических размеров элементов;

- произвели расчет геометрических размеров элементов и получили их размеры, необ-ходимые для выбора топологии микросхемы;

- произвели выбор подложки для микросхемы и расположили на ней элементы, а так-же в соответствии с электрической принципиальной схемой сделали соединения между эле-ментами;

- выбрали корпус для микросхемы с тем расчетом, чтобы стандартная подложка с раз-мещенными элементами помещалась в один из корпусов, рекомендуемых ГОСТом 17467-79.

Введение

Приведем принципы работы и основные характеристики разрабатываемой микросхемы:

Микросхема К 237 ХА 2 предназначена для усиления и детектирования сигналов ПЧ (промежуточной частоты) радиоприемных устройств не имеющих УКВ диапазона, а также для усиления напряжения АРУ (автоматической регулировки усиления). Широкополосный усилитель ПЧ состоит из регулируемого усилителя на транзисторах Т4, Т5 и Т6. Усиленный сигнал поступает на детектор АМ-сигналов (амплитудно-модулированных сигналов), выполненный на составном транзисторе Т7, Т8. Низкочастотный сигнал с резистора R19, включенного в эмиттерную цепь, подается через внешний фильтр на предварительный усилитель НЧ (низкой частоты), а также через резистор R15 на базу транзистора Т3, входящего в усилитель АРУ. Усиленное напряжение АРУ снимается с эмиттера транзистора Т2. Изменение напряжения на эмиттере транзистора Т2 вызывает изменение напряжения питания транзистора Т1, а следовательно и его усиления.

На частоте 465 кГц коэффициент усиления усилителя ПЧ составляет 1200 - 2500. Ко-эффициент нелинейных искажений не превышает 3%. Если входной сигнал меняется от 0,05 до 3 мВ, то изменение выходного напряжения не превышает 6дБ. Напряжение на выходе системы АРУ при отсутствии выходного сигнала составляет 3 - 4,5 В. Напряжение питания составляет 3,6 - 10 В. Потребляемая мощность не более 35 мВт.

Анализ задания на проект

Микросхема усиления промежуточной частоты (ПЧ) К 237ХА2 может быть изготовлена по тонкопленочной технологии с применением навесных элементов. Конструкция микросхемы выполняется методом свободной маски, при этом каждый слой тонкопленочной структуры наносится через специальный трафарет. На поверхности подложки сформированы пленочные резисторы, конденсаторы, а также контактные площадки и межэлементные соединения. Пленочная технология не предусматривает изготовление транзисторов, поэтому транзисторы выполнены в виде навесных элементов, приклеенных на подложку микросхемы. Выводы транзисторов привариваются к соответствующим контактным площадкам.

Электрический расчет принципиальной схемы

Электрический расчет производился с помощью системы "VITUS".

Система VITUS - это компьютерное инструментальное средство разработчика электронных схем. Система VITUS позволяет рассчитать токи, напряжения, мощности во всех узлах и элементах схемы, частотные и спектральные характеристики схемы. Система VITUS объединяет в себе компьютерный аналог вольтметров, амперметров и ваттметров постоянного и переменного тока, генераторов сигналов произвольной формы, многоканального осциллографа, измерителя частотных характе-ристик.

Система VITUS :

" позволяет описывать принципиальную схему как в графическом виде, так и на встроенном входном языке;

" выводит требуемые результаты расчета в графическом виде;

" снабжена справочником параметров элементов;

" работает под управлением дружественного интерфейса.

Основной задачей электрического расчета является определение мощностей, рассеи-ваемых резисторами и рабочих напряжений на обкладках конденсаторов. В результате расчета были получены реальные значения мощностей и напряжений, которые являются исходными данными для расчета геометрических размеров элементов.

Результаты расчета приводятся в расчете геометрических размеров элементов.

Данные для расчета геометрических размеров тонкопленочных элементов

Таблица 3. Данные для расчета резисторов

Таблица 4. Данные для расчета конденсаторов

Конденсатор Uраб , В

C1 2,348 0,23 0,115

Расчет геометрических размеров тонкопленочных резисторов, выполненных методом свободной маски (МСМ)

1. Исходные данные:

а). конструкторские: , где

Rн - номинальное сопротивление резистора;

R - относительная погрешность номинального сопротивления;

Pн - номинальная мощность;

T max C - максимальная рабочая температура МС;

tэкспл - время эксплуатации МС.

б). технологические: , где

b( l) - абсолютная погрешность изготовления;

lустан - абсолютная погрешность совмещения трафарета;

- относительная погрешность удельного сопротивления.

2. Определяем диапазон , в котором можно вести расчет:

0,02 Rmax Rmin == 900 500

Видим, что неравенство не выполняется, значит все эти резисторы изготовить из од-ного материала невозможно. Чтобы мы все же могли изготовить резисторы, надо разбить их на две группы и для каждой группы выбрать свой материал.

Таблица 5. Разбивка резисторов на группы

Первая группа R1, R6, R7, R9, R10, R12, R13, R14, R16, R17, R18, R19 (500 - 4250 Ом)

Вторая группа R2, R3, R4, R5, R8, R11, R15 (10 - 45 кОм)

Расчет резисторов первой группы.

1. Определяем диапазон , в котором можно вести расчет:

0,02 Rmax Rmin == 85 500

Видим, что неравенство выполняется, следовательно эти резисторы выполняются из одного материала. Для того чтобы резисторы были как можно меньше выберем материал с как можно большим удельным поверхностным сопротивлением ( ). Остановим свой выбор на материале "МЛТ-3М". Этот материал обладает следующими характеристиками:

Таблица 6. Материал для первой группы резисторов

Как уже говорилось, лучше взять как можно больше, т.е. в данном случае это =500. Этот материал обладает неплохими характеристиками, присущими резистивным материалам, а именно: низким ТКС ( R), низким коэффициентом нестабильности (старения) (S), хорошей адгезией и технологичностью.

2. Вычислим относительную температурную погрешность:

RSSСтраница 1 из 3 [Всего 3 записей]1 2 3 »


При любом использовании материалов сайта обязательна гиперссылка на сайт «Репетитор».
Разработка и Дизайн компании Awelan
www.megastock.ru
Проверить аттестат