Расчет параметров резисторов

Резисторы формируют в любом из диффузионных слоев транзисторной структуры (эмиттерная и базовая области), в эпитаксиальном слое (коллекторная область) и с помощью ионного легирования. Вид резистора выбирают, исходя из заданного номинального значения и точности изготовления.

Основным конструктивным параметром диффузионного резистора является величина ρ_s, которая зависит от режима диффузии. Параметры диффузионного резистора улучшают подбором конфигурации и геометрических размеров.

 Рассчитаем промежуточные и конечные параметры для резисторов, соответствующих данному курсовому проекту: 4.7кОм, 2.2 кОм, 2.2 кОм, 470 кОм.

Исходными данными для расчетов резисторов являются: R – сопротивление резистора; ΔR – допуск; - поверхностное сопротивление легированного слоя; P₀ – максимально допустимая удельная мощность рассеяния; P – среднее значение мощности.

Коэффициент формы резистора:

                                                          ;                             (1)

          где R – сопротивление резистора, - поверхностное сопротивление легированного слоя;

         Полная относительная погрешность сопротивления:

                                          (2)

где  - относительная погрешность воспроизведения; относительная погрешность коэффициента формы резистора; температурный коэффициент сопротивления; - температурная погрешность сопротивления, - рабочий диапазон температур,  допуск (разброс параметров).

Минимальная ширина резистора, при которой обеспечивается заданная погрешность геометрических размеров:

                                                        ( 3 )

где - абсолютная погрешность ширины резистивной полоски; - абсолютная погрешность длины резистивной полоски;  - коэффициент формы резистора.

Минимальная ширина резистора, определяемая из максимально допустимой области рассеяния:

                                                                                                 (4)

где P0 - максимально допустимая мощность рассеивания, P – среднее значение мощности.

За расчетную ширину  резистора принимают значение, которое не меньше наибольшего значения одной из трех величин:    т.е.:                                                    

 

                                              ;      (5)

Промежуточные значения ширины резистора:

                                          -,    (6)

где ∆_трав – погрешность, вносимая за счёт растравливания окон в маскирующем окисле перед диффузией, ∆y – погрешность, вносимая за счёт ухода диффузионного слоя под маскирующий окисел в боковую сторону.

Реальная ширина резистора на кристалле:

                                                        -; (7)

Расчётная длина резисторов:

                                          -   (8)

 где k₁ и k₂ – поправочные коэффициенты, учитывающие сопротивление контактных площадок и областей резистора, зависящий от конфигурации контактных областей резистора, N_изг – количество изгибов резистора на угол ;

Значение коэффициентов  и  обычно равно 2.

Промежуточное значение длины резистора:

                                                  (9) 

 

Реальная длина резистора на кристалле:

                                                           (10)

[8. стр. 29-38]

Таблица 3.3.1 Результаты расчета интегральных ионно – легированных  n- типа резисторов.

Параметр	Обозначение резисторов
	R1	R2	R3	R4
, Ом/ÿ	1000	1000	1000	1000
, мкм	5	5	5	5
,кОм	4.7	2.2	470	2.2
	2×10^-3	2×10^-3	2×10^-3	2×10^-3
	2.85	1.6	235.5	1.6
	4.7	2.2	470	2.2
	21.744	31.782	2.174	31.782
	0.01	0.01	0.01	0.01
, мкм	21.744	31.782	2.174	31.782
, мкм	20.504	30.542	46.26	30.542
, мкм	21	31	45	31
, мкм	22.24	32.24	46.24	32.24
, мкм	37.808	25.792	2.159×10^4	25.792
,мкм	39.049	27.032	4333	27.032
Lтоп,мкм	40	28	4335	28
L, мкм	38.76	26.76	4334	26.76
	0.1	0.1	0.1	0.1
	0.1	0.1	0.1	0.1
,^оС	185	185	185	185
/R	0.513	0.561	0.47	0.561

 

Из таблицы расчетов видно, что резистор R3 номиналом 470 кОм реализовать в интегральном исполнении невозможно, следовательно данный резистор вынесен за пределы кристалла. В микросхеме, как уже было сказано выше, под данный резистор предусмотрено два дополнительных вывода.