Реферат: Конструирование микросхем
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:
| Элемент | Номинал | Элемент | Номинал | Элемент | Номинал | Элемент | Номинал |
| R1 | 950 Ом | R7 | 4,25 кОм | R13 | 1 кОм | R19 | 1 кОм |
| R2 | 14 кОм | R8 | 12,5 кОм | R14 | 3,5 кОм | C1 | 3800 пФ |
| R3 | 45 кОм | R9 | 500 Ом | R15 | 10 кОм | VT1-VT8 | КТ 312 |
| R4 | 35 кОм | R10 | 3 кОм | R16 | 3,5 кОм | E | 7,25 В |
| R5 | 12,5 кОм | R11 | 10 кОм | R17 | 2,5 кОм | ||
| R6 | 950 Ом | R12 | 500 Ом | R18 | 1 кОм |
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
| Элемент | Номинал | Элемент | Номинал |
| RA | 8,2 кОм | CB | 1 мкФ |
| RB | 43 Ом | CC | 0,033 мкФ |
| RC | 2,2 кОм | CD | 0,015 мкФ |
| RD | 1,5 кОм | CE | 4700 пФ |
| CA | 3300 пФ | CF | 3300 пФ |
Технические требования:
Конструкцию микросхемы выполнить в соответствии с электрической принципиальной 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 результаты:
- произвели электрический расчет схемы с помощью программы электрического моделирования “VITUS”, в результате которого мы получили необходимые данные для расчета геометрических размеров элементов;
- произвели расчет геометрических размеров элементов и получили их размеры, необходимые для выбора топологии микросхемы;
- произвели выбор подложки для микросхемы и расположили на ней элементы, а также в соответствии с электрической принципиальной схемой сделали соединения между элементами;
- выбрали корпус для микросхемы с тем расчетом, чтобы стандартная подложка с размещенными 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. Коэффициент 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 характеристик.
Система VITUS :
- позволяет описывать принципиальную схему как в графическом виде, так и на встроенном входном языке;
- выводит требуемые результаты расчета в графическом виде;
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--