Расчет пленочных резисторов

Исходными данными для расчета пленочных резисторов являются:

- номинальные значения резисторов (таблица 5.1)

- предельные отклонения от номинального значения (допуск) (таблица 5.1);

- мощность рассеивания ;

- рабочий диапазон температур (таблица 1.1);

- точность формирования геометрических размеров (ширины мм, длина мм)

Материалы, принимаемые для изготовления резисторов, должна обеспечивать получения широкого диапазона стабильных во времени сопротивлений, обладающий научным температурным коэффициентом сопротивления и высокой коррозийной стойкостью. Тонкопленочные резисторы можно изготовлять из металлов, сплавов, полупроводников и смесей металлов и неметаллов (кермесы). Материалы, наиболее часто применяемые для изготовления резисторов, приведены в таблице 5.2.

Наилучшими характеристиками обладает сплав РС3710.

Таблица 5.1 – Номиналы резисторов

Номер позиции	Номинальные значения, Ом	%	Вт
R1 – R3 R4		2.5 2.5	0.1 0.4

Таблица 5.2 – Электрические характеристики материалов для пленочных резисторов

Резистивная материя	Диапазон сопротивлений, ОМ	Удельное сопротивление, Ом/в	Удельная допустимая мощность рассеивания, мВт/мм	ТКС , 1/град
Хром ЭРХ ЧСТУ5-30-70 Нихром Х20Н80 ГОСТ 12766-67 Кермет К-50С 0,02 101ЗТУ Сплав РС3710 ЕТО021,034ТУ	0,500-30,000   0,005-30,000   1,000-1000,000 1,000-200,000	200-500   100-300   3,000-10,000		1,8-2,0   2,5   -5,0….+3,0   1,0

Материал резисторов пленочных для разрабатываемых плат выбран – РС3710, так как он обладает наиболее способными во времени свойствами.

Конкретное значение удельного поверхностного сопротивления резистивной пленки выбирается ближайшим к оптимальному, рассчитанному по формуле [4]:

(5.1)

где - погрешность коэффициента формы;

- номинальное значение резистора, Ом;

- число резисторов;

Для определения используется формула [4]:

(5.2)

где - предельное отклонение от номинального значения сопротивления (2,5%)

- погрешность воспроизведения удельного поверхностного сопротивления резистивной пленки (1%);

- температурная погрешность (0,013%);

- погрешность, обусловленная старением пленки (0,237%);

- погрешность переходных сопротивлений контактов (1%);

Погрешность коэффициента формы согласно (5.2)

=0,25. Удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки согласно (5.1) =100Ом/ .

Конфигурация резисторов определяется их функциональными назначениями, номинальным значением, удельным сопротивлением резистивной ленки, точностью, предъявляемой к их изготовлению, технологическим процессом их изготовления, площадью на плате, отъеденной под резистор.

Основным параметром пленочных резисторов является коэффициент формы [4]:

(5.3)

где - длина резистора, мм;

- ширина резистора, мм;

- номинальное значение сопротивления резисторов, Ом;

- удельное сопротивление резисторной пленки, Ом/ .

Согласно (5.3) = 1, значит, результаты имеют форму квадрата и .

Расчетное значение длины резистора должен быть не меньше наибольшего значения одной из трех величин [4]:

(5,4)

где - минимальная длина резистора, определяемая возможностями технологического процесса ( тонкопленочной технологии = 0,1мм);

- длина резистора, определяемая точностью изготовления, мм;

- минимальная длина резистора, при которой обеспечивается заданная мощность рассеяния, мм;

Длина резистора, определяемая точностью изготовления , рассчитывается по формуле [4]:

(5.5)

где , - точность формирования геометрических размеров резистора, мм;

- коэффициент формы;

- погрешность коэффициента формы.

Для определения минимальной длины регистра, при которой обеспечивается заданная мощность рассеивания, используют формулу:

(5.6)

где - заданная мощность рассеивания, Вт;

- удельная мощность, которую может рассеять единица площади материала, Вт/мм .

За длину резистора принимается ближайшее целое значение , краткое шагу координатной сетки, принятому для чертежа топологии.

Расчетное значение ширины резистора определяется по формуле [4]:

(5.7)

За ширину результата принимается ближайшее к целое значение, краткое шагу координатной сетке, принятому для чертежа топологии.

При =1 достаточно провести расчет лишь для длины резистора, так как .

Результаты расчета резисторов сведены в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 – конструктивный расчет резисторов

Номер позиции	Номинальное значение, Ом	Ом/		Вт	мм	мм
				0,1 0,4