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

Корректировка номиналов тонкоплёночных элементов гибридных интегральных схем
Сопротивление пленочного резистора определяется па формуле R=ρ0l/b= ρ0Kф (1.1) где ρ0 - удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки; l, b - длина и ши ...