Отклонения светового

В полупроводниковых ИМС ширина диффузионных резисторов достигает 15...20 мкм, при этом погрешность геометрических размеров порядка нескольких микрон (см. § 2.3) приводит к отклонению величины сопротивления, не превышающему 20%. Надо учитывать, что кроме погрешности геометрических размеров существуют и другие, так что суммарная погрешность, вычисленная из соотношения типа (2.18) (не учитывающего другие отклонения сопротивления, например температурные изменения, старение), может превысить 20%.

Удельное сопротивление Электрический Измеритель ИУС-1 Цех, ОТК — выборочно (одна Пластина) Отклонения сопротивления от заданного в ТД

многими факторами. Наибольшая погрешность обусловлена неточностью процесса диффузии. При изготовлении ИМС чрезвычайно сложно поддерживать необходимые концентрации атомов примеси и глубины диффузионных слоев. Этим определяется точность получения заданного значения удельного поверхностного сопротивления диффузионного слоя, малые изменения которого могут вызвать заметные отклонения сопротивления резистора от номинального значения. Кроме того, на точность получения номинала резистора влияет точность процессов фотолитографии. Ошибка при этом составляет 2—5%. Для резисторов с узкой диффузной полоской влияние ошибок выражается сильнее, чем для резисторов с более широкой полоской. При ширине полоски 12 мкм полный допуск, включая все источники ошибок, может достигать ± 20%, а при ширине полоски 25 мкм — примерно + 10%. Следовательно, проектирование диффузионного резистора предполагает ряд компромиссов и оптимальных решений, которые часто требуют использования более широких и длинных резистивных полосок, что позволяет уменьшить пределы допусков. Однако несмотря на трудности обеспечения малых пределов допусков на номинальные значения сопротивлений резисторов, малые пределы допусков на отношения номиналов получают сравнительно легко. Например, в процессе диффузии, предназначенной для изготовления резистора с номинальным сопротивлением 10 кОм и точностью ±5%, могут быть получены резисторы с номинальными значениями сопротивлений, равными 5 и 15 кОм и с той же точностью. Но при этом имеется большая вероятность того, что номинальные значения сопротивлений других подобных резисторов, изготовляемых на той же подложке, будут отличаться не более чем на ± 5%. Причина этого заключается в том, что отклонения в процессе изготовления,-влияющие на номинальные значения сопротивлений одних резисторов, будут аналогичным образом влиять и на все остальные резисторы, расположенные на той же подложке.

Таблица 13.6. Допустимые отклонения сопротивления от номинального значения, %

иа предельно допустимое значение отклонения сопротивления шунта, выраженное в процентах номинального значения

Пусть задано, что относительная погрешность отклонения сопротивления резистора от линейности, т. е. от его значения в начале координат, не превышает у. Тогда, обозначив RT при / ~ 0 через RT*, можно записать

Предположим, что относительная погрешность отклонения сопротивления резистора от линейности не превышает заданной величины у. Это условие можно записать в следующем виде: XR!\\ — х^) = ^. После подстановки значения функции окончательно получаем

на предельно допустимое значение отклонения сопротивления шунта, выраженное в процентах номинального значения

Здесь и далее величину 6Л рассчитывают, исходя из отклонения сопротивления резистора от своего номинального значения, определяемого разбросом этого сопротивления, т. е. 6# = AR/R.

При расчете и проектировании резистора следует учитывать, что его номинальное сопротивление не может быть определено заранее с высокой степенью точности при массовом производстве полупроводниковых ИМС. Это вызвано многими факторами. Наибольшая погрешность обусловлена неточностью процесса диффузии. В процессе производства чрезвычайно сложно поддерживать необходимые концентрации атомов примеси и глубины диффузии. Это определяет точность получения заданной величины удельного поверхностного сопротивления диффузионного слоя, малые изменения которого могут вызвать заметные отклонения сопротивления резистора от номинального значения. Кроме того, на точность получения номинального сопротивления влияет точность процессов фотолитографии. Ошибка при этом составляет 2—5%. Для резисторов с узкой диффузионной полоской влияние ошибок выражается сильнее, чем для резисторов с более широкой полоской. При ширине полоски 12 мкм полный допуск, включая все источники ошибок, может достигать ±20%, а при ширине полоски 25 мкм—• примерно ±10%. Следовательно, проектирование диффузионного резистора предполагает ряд компромиссов и оптимальных решений, которые часто требуют использования более широких и длинных резистивных полосок, что позволяет уменьшить пределы допусков. Однако, несмотря на трудности обеспечения малых пределов допусков на номинальные сопротивления резисторов, малые пределы допусков на отношения номиналов получают сравнительно легко. Например, в процессе диффузии, предназначенной для изготовления резистора с номинальным сопротивлением 10 кОм и точностью ±5%, могут быть получены резисторы с номинальными сопротивлениями 5 и 15 кОм и с той же точностью. Но при этом имеется большая вероятность того, что номинальные сопротивления других подобных резисторов, изготовляемых на той же подложке, будут отличаться не более чем на ±5%. Причина этого заключается в том, что отклонения в процессе изготовления, влияющие на номинальное сопротивление одного резистора, будут аналогично влиять и на все остальные резисторы, расположенные на той же подложке.

Цифровые омметры и мосты постоянного тока предназначены для измерения сопротивления и отклонения сопротивления постоянному току от установленного номинального значения. Эти приборы охватывают диапазон измерения сопротивлений от 0,001 ом до, 104- Мом при основной погрешности измерения от 0,05 до 1% и быстродействии 0,2 — 2 сек. Отклонение сопротивлений от номинального значения в диапазоне от ±10 до ±20% измеряется с погрешностью 0,07—0,05% .

Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикального отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению входного напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки- без усилителя относительно низкая, примерно 0,5—1 мм/В. Однако применение усиления повышает чувствительность осциллографа до 1 — 2мм/мВ.

Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикального отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению входного напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки- без усилителя относительно низкая, примерно 0,5-1 мм/В. Однако применение усиления повышает чувствительность осциллографа до 1— 2 мм/мВ.

ла пластины х - х подано синусоидальное напряжение t, то можно измерить частоту / входного напряжения, синусоидальное и частота кратна частоте fx. В зависи-отношения частот /// на экране осциллографа на-раЗличные фигуры ( 12.31). Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикаль-отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки- без относительно низкая, примерно 0,5-1 мм/В. Однако приме-повышает чувствительность осциллографа до 1 —

дальнем напряжении с частотой ft, равной 5% fo (устанавливается с помощью генератора синусоидальных колебаний Г), добиваются отклонения светового пятна на экране осциллографа (развертка выключена) в пределах 40—50 мм.

изменение амплитуды отклонения светового пятна на экране:

Одним из основных параметров электронно-лучевой трубки является чувствительность, равная величине отклонения светового пятна на экране в сантиметрах при изменении отклоняющего напряжения на 1 В.

150. Из магнитно-мягкого материала с неизвестными магнитными свойствами изготовили кольцевой сердечник, на который намотали две обмотки с числами витков к»1 = 220 и ш2=160. При помощи реостата R\ ( 8.16) в первой обмотке устанавливали различные значения тока, направление которого каждый раз изменялось на обратное переключением рубильника Р. При этом во вторичной обмотке индуктировался заряд, который измерялся баллистическим гальванометром (отклонения светового указателя гальванометра даны в табл. 8.2).

Развертка электронного луча. Если к отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки приложено переменное напряжение, то величина отклонения светового пятна непрерывно изменяется, т. е. световое пятно перемещается по экрану пропорционально мгновенным значениям напряжения. Скорость перемещения пятна зависит от скорости изменения отклоняющего напряжения (при магнитном отклонении — от скорости изменения тока в отклоняющих катушках) . Если отклоняющие напряжения изменяются медленно, то наблюдатель различает отдельные положения светящегося пятна. При быстром изменении отклоняющих напряжений наблюдатель в силу инерционности человеческого зрения видит движение светового пятна по экрану как светящуюся линию.

При расчетах освещения по любому методу отклонения светового потока выбираемой стандартной лампы при нормативной освещенности допускается в пределах от +20% до -10% от значения, полученного по расчету.

Для определения критического сопротивления гкр устанавливают некоторое произвольное значение магазина сопротивлений, включают гальванометр и с помощью реостата г добиваются отклонения светового указателя примерно до половины шкалы. Разомкнув после этого выключатель В\, следят по светому указателю за характером движения рамки к нулю. Повторяя опыт несколько раз, подбирают такое значение г2, при котором рамка возвращается к нулю в наименьшее время и без колебаний около нуля. При незначительном увеличении г2 (на 3—5%) характер движения рамки становится колебательным. То значение г2, при котором рамка вернулась к нулю в наименьшее время и без колебаний, следует считать равным внешнему критическому сопротивлению гальванометра. Сопротивлением соединительных проводов и л, можно в этом случае пренебречь.

Для определения чувствительности по току устанавливают г2, равным внешнему критическому сопротивлению гальванометра, и с помощью г добиваются отклонения светового указателя на величину а, равную, примерно, одной трети шкалы. Зная по