Параметров конденсатора

пассивные элементы с точностью ±0,1%. Разброс коэффициентов усиления у транзисторов достигает 50%. Такие широкие допуски не позволяют создавать прецизионные ИС. Особенно остро стоит вопрос о реализации линейных ИС, в которых используются активные элементы с идентичными характеристиками в широком температурном диапазоне (дифференциальные усилители, электронные ключи для цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей). Получение необходимой точности линейных ИС осуществляется путем компенсации производственных погрешностей активных и пассивных элементов. Наиболее прогрессивным методом компенсации производственных погрешностей, электрических параметров компонентов линейных ИС является функциональная подгонка (ФП). Суть ФП заключается в изменении параметров тех пленочных пассивных элементов, которые в наибольшей степени влияют на выходные параметры готового изделия. К ее достоинствам следует отнести исключение операций комплектования навесных активных элементов, индивидуальной подгонки пленочных пассивных элементов, компенсацию нестабильностей элементов вследствие воздействия температуры при монтаже, снижение требования к допускам элементов, совмещение в одном процессе контроля и регулировки.

Библиотека параметров компонентов ЭС — массив числовых значений параметров ЭРЭ различных типов, входящих в состав программы, предназначенный для многократного использования при решении разных задач.

Входной параметр ЭС — параметр, являющийся элементом множества внешних параметров ЭС и параметров компонентов. К входным параметрам относятся входное сопротивление, входная емкость и др.

Основной задачей расчета является определение значений электрических параметров компонентов принципиальной схемы, обспечивающих ее эффективную оптимизацию в дальнейшем. Таким образом, электрический расчет дает значения параметров ЭРЭ, которые на стадии оптимизации ЭС будут уточнены.

Задачу расчета полагают решенной, если определены номинальные значения параметров всех пассивных ЭРЭ, значения параметров компонентов схем замещения активных ЭРЭ, определены типы ЭРЭ при значениях выходных параметров, гарантирующих работоспособность ЭА в случайных условиях ее производства и эксплуатации.

Решение данной задачи далеко не единственное. Для любой ЭС существует некоторое множество подмножеств значений параметров компонентов, удовлетворяющее предъявляемые к ней технические требования (ТТ). Множественность решения вытекает из того обстоятельства, что параметры всех компонентов входят в уравнения равновесия — уравнения Кирхгофа — и вариации значений параметров одних компонентов могут быть компенсированы вариациями значений параметров других компонентов при неизменных значениях одних и меняющихся в допустимых пределах значениях других выходных параметров. Отсюда следует также, что вариация значения параметра любого компонента схемы х в той или иной мере влияет на значения ее выходных параметров у. Другими словами, каждый выходной параметр у(х) является функцией параметров компонентов, образующих вектор х. В частных случаях в вектор X входят не все параметры компонентов, а лишь те, значения которых могут изменяться. Такие параметры называют управляемыми. Например, часто к управляемым параметрам относят только параметры пассивных компонентов, поскольку типы активных компонентов выбраны заранее.

Если значения параметров компонентов ЭС не рассчитывать, а выбирать на глазок (как иногда студенты и поступают), руководствуясь интуицией, которая, заметим, всегда основана на знаниях и опыте, то вероятность получения нужных значений выходных параметров практически будет равна нулю. Можно возразить, что на стадии оптимизации значения параметров будут установлены достаточно точно, то такая организация проектирования далека от оптимальной и практически неприемлема.

Каждый из выходных параметров yi(X) является функцией параметров компонентов ЭС, образующих вектор X. Выполнение условий работоспособности означает, что имеется некоторое множество векторов X, удовлетворяющих всем неравенствам одновременно. Это множество векторов называют областью работоспособности. Вектор XQ, соответствующий номинальным значениям параметров компонентов ЭС, принадлежит области работоспособности, при этом все неравенства (4.1) — (4.3) выполняются как строгие, т. е. вектор у лежит внутри области и не принадлежит ее границе. Увеличение запаса работоспособности всегда связано или с усложнением ЭС, или с повышением требований к ЭРЭ, поэтому установление согласованных между собой запасов, соответствующих реальным условиям производства и эксплуатации ЭА, является важной задачей проектирования ЭУ.

Рассмотрим задачи, решаемые при установлении запаса работоспособности, на примере некоторого выходного параметра у, для которого справедливо неравенство (4.2). При этом вначале примем, что условия эксплуатации нормальные, а старение ЭРЭ отсутствует. При сделанных допущениях необходимо учитывать только производственный разброс параметров компонентов ЭС. Поскольку производственный разброс значений параметров компонентов ЭС имеет случайный характер, все расчеты, связанные с этим разбросом, производят методами математической статистики.

Теория и практика показывают [2,3.5], что распределение вероятностей значений выходных параметров ЭС всегда подчиняется нормальному закону. Пусть, например, метод расчета абсолютно точен и номинальные значения параметров компонентов ЭС рассчитаны для граничного значения выходного параметра У = Угр ( 4.1,а). Тогда в первом приближении значение угр явится средним значением (математическим ожиданием) распределения и ввиду симметрии кривой у половины ЭС значение выходного параметра окажется

Так как рабочие области компонентов ИМС формируются посредством различных технологических операций с помощью различных фотошаблонов, то возникает задача совмещения фотошаблона (рентгеношаблона) или маски при экспонировании электронным путем для проведения последующей технологической операции с областью компонента ИМС, сформированной на предыдущей технологической операции. Поэтому при проектировании ИМС, чтобы избежать смыкания областей компонентов, расстояния между ними выбирают несколько большими (на допуск совмещения), чем это необходимо для функционирования. Поскольку допуски на совмещения соизмеримы с минимальным топологическим размером, бесполезное с точки зрения параметров компонентов и плотности упаковки увеличение размеров может быть существенным. Этот проигрыш в размерах особенно ощутим при субмикронных размерах областей, обеспечиваемых рентгенолитографией.

Порядок измерения параметров конденсатора:

1. Получают функциональную зависимость требуемых по ТЗ параметров конденсатора переменной емкости от его конструктивных параметров. Например, переменная часть емкости Сп прямо-емкостного конденсатора

Если не нажимать при наборе программы на клавиши под адресами 68 — 70, 90, а вместо клавиш «БП» под адресом 89 нажать на клавишу «СП», то полученная программа обеспечит одновременный расчет диаметра пластин и длины ротора, минимальной емкости и температурного коэффициента емкости. Время счета программы 24 с. Таким образом, многократно изменяя входные данные и анализируя результаты, можно изучить влияние конструктивных параметров конденсатора на его электрические характеристики и достичь оптимальной конструкции.

зазор и диэлектрическая проницаемость нагреваемого материала. Приближенный характер равенства (9-85) мало сказывается на точности расчета эквивалентных параметров конденсатора, так как емкость и сопротивление — интегральные характеристики системы. Неоднородность поля у краев диэлектрика влияет только на распределение внутренних источников тепла.

называют реактивной мощностью конденсатора. Таким образом, Ра = = Рр tg §. Как видно из формул (6.5) и (6.6), Рр совместно с tg § определяют активные потери в конденсаторе. Для каждого типа конденсатора устанавливают предельно допустимое значение Рр, которое указывают в технических условиях на конденсатор. Если фактическое значение реактивной мощности превысит допустимое, то это вызовет перегрев конденсатора, в результате чего могут произойти необратимые изменения параметров конденсатора или он может выйти из строя.

. 11.16. Схема высоковольтного моста для измерения параметров конденсатора.

Угол я/2— ф = б, дополняющий ф до 90°, называется углом потерь. Угол потерь—один из параметров конденсатора, он зависит от типа диэлектрика (бумага, слюда, керамика) и от частоты тока. G ростом частоты угол потерь обычно увеличивается.

Ток конденсатора с потерями опережает напряжение на его зажимах на угол ф, несколько меньший л/2. Угол б, дополняющий ф до 90°, т. е. 8 = л/2—ф, называется углом потерь и является одним из параметров конденсатора. Он зависит от вида диэлектрика и увеличивается с ростом частоты тока.

Устойчивость параметров КПЕ при механиче-.ских воздействиях и влажности определяется конструкцией конденсатора. При действии ударов и вибраций конструктивные элементы конденсатора могут смещаться или колебаться с собственной механической частотой. Взаимные смещения отдельных элементов конструкции приводят к необратимым изменениям параметров конденсатора. При сильных ударах могут наблюдаться разрушения в местах соединения элементов конструкций. Керамические оси или изоляторы при ударах и больших вибрациях могут разрушаться.

3.73. а) Вывести формулы для расчета неизвестных параметров конденсатора Rx, Сх, измеряемых путем балансировки (уравновешивания) моста с сопротивлениями плеч Zj = Rlf Z2 = R2, Z3 = R3 + l/jwC3 ( 3.73). б) Упростить полученные формулы для случая работы моста на частоте w = 1/R3C3.

9.29. Для измерения параметров конденсатора была собрана схема 9.29.