Пример расчета пленочных конденсаторов

S

в

=С/(КС0),

где К - коэффициент, учитывающий краевой эффект:

К=1,3-0,6С/С0.

Конденсатор спроектирован правильно, если рабочий тангенс угла потерь не превышает заданного:

tgβ

раб

≤

tgβ

Потери в конденсаторе складываются из потерь в диэлектрике и в обкладках:

tgβ

раб

=

tgβ

д

+

tgβ

об

.

Тангенс угла потерь в диэлектрике является справочным параметром. Потери в обкладках зависят от их сопротивления:

tgβ

об

=2π

f

р

R

об

кС,

где Rоб к - сопротивление обкладок конденсатора, Ом; С - емкость конденсатора, Ф; fр - рабочая частота, Гц.

Полное сопротивление обеих обкладок рассчитывается по формуле:

R

об

к

=(2/3)ρ

0об к

Кф,

где ρ0об к - удельное поверхностное сопротивление материала обкладок. Кроме того, необходимо оценить обеспечение электрического режима и точности конденсатора в заданных условиях эксплуатации, т.е.,

Ераб≤В,

где Ераб=

Up

/

d

´,

d

´

=0,0885

Ɛ

/С0,

см; ү

S

раб

≤ү

S

,

где ү

S

раб

=∆

L

(1+

K

ф

)/

.

Если одно из неравенств не выполняется, то необходимо выбрать другой материал диэлектрика, или материал обкладок, или изменить конструкцию конденсатора.

Если в схеме имеется несколько конденсаторов, то для изготовления их в едином технологическом цикле целесообразно выбирать для всех конденсаторов один и тот же диэлектрик с одинаковой толщиной и одинаковой удельной емкостью С0.

Для нескольких конденсаторов на одной подложке расчет начинают с конденсатора, имеющего наименьший номинал емкости. После выбора материала и вычислений определяют значение удельной емкости, при котором конденсатор будет занимать минимальную площадь на подложке:

С0мин=Смин/

S

мин

.

Окончательный выбор С0 производят по формуле:

С0≤

min

{

C

0

u

, С0точн, С0мин}.

Вычисляют толщину диэлектрика, соответствующую удельной емкости. Если толщина диэлектрика не выходит за пределы возможностей тонкопленочной технологии (0,1-1 мкм), то продолжают дальнейший расчет, в противном случае - выбирают другой материал.

Статья в тему

Модуляционно-легированные транзисторы MODFET, биполярные транзисторы на гетеропереходах. Резонансный туннельный эффект
Высокая степень интеграции, характерная для современной кремниевой технологии, не может быть достигнута при использовании полупроводниковых соединений AIIIBV, однако эти соединения обеспечивают большее быстродействие, прежде всего, за счет высокой подвижности р носителей и меньши ...