|  Конструирование микросхем и микропроцессоров |
Конструирование микросхем и микропроцессоров
Московский Государственный институт электроники и математики
(Технический университет)
Кафедра:
РТУиС
Пояснительная записка
по выполнению курсового проекта на тему:
“Конструирование микросхем и микропроцессоров”
Выполнил: студент группы Р-72
Густов А.М.
Руководитель: доцент кафедры РТУиС,
кандидат технических
наук Мишин Г.Т.
Москва, 1994
Задание на курсовое проектирование
данном
курсовом проекте требуется разработать комплект конструкторской документации
интегральной микросхемы К 237 ХА2. По функциональному назначению
разрабатываемая микросхема представляет собой усилитель промежуточной частоты.
Микросхема должна быть изготовлена по тонкопленочной технологии методом
свободных масок (МСМ) в виде гибридной интегральной микросхемы (ГИМС).
Рис. 1. Схема электрическая принципиальная
Таблица 1.
Номиналы элементов схемы:
|
|
Элемент
|
Номинал
|
Элемент
|
Номинал
|
Элемент
|
Номинал
|
Элемент
|
Номинал
|
|
R1
|
950
Ом
|
R7
|
4,25
кОм
|
R13
|
1 кОм
|
R19
|
1 кОм
|
|
R2
|
14
кОм
|
R8
|
12,5
кОм
|
R14
|
3,5
кОм
|
C1
|
3800
пФ
|
|
R3
|
45
кОм
|
R9
|
500
Ом
|
R15
|
10
кОм
|
VT1-VT8
|
КТ
312
|
|
R4
|
35
кОм
|
R10
|
3 кОм
|
R16
|
3,5
кОм
|
E
|
7,25
В
|
|
R5
|
12,5
кОм
|
R11
|
10
кОм
|
R17
|
2,5
кОм
|
|
|
|
R6
|
950
Ом
|
R12
|
500
Ом
|
R18
|
1 кОм
|
|
|
Для
подачи на схему входного сигнала и снятия выходного к микросхеме требуется
подключить некоторое количество навесных элементов. Одна из возможных схем
включения приведена на следующем рисунке.
Рис. 2. Возможная схема включения
Таблица 2.
Номиналы элементов схемы включения
|
|
Элемент
|
Номинал
|
Элемент
|
Номинал
|
|
RA
|
8,2
кОм
|
CB
|
1 мкФ
|
|
RB
|
43 Ом
|
CC
|
0,033
мкФ
|
|
RC
|
2,2
кОм
|
CD
|
0,015
мкФ
|
|
RD
|
1,5
кОм
|
CE
|
4700
пФ
|
|
CA
|
3300
пФ
|
CF
|
3300
пФ
|
Технические требования:
Конструкцию
микросхемы выполнить в соответствии с электрической принципиальной схемой по
тонкопленочной технологии методом свободных масок в корпусе.
Микросхема
должна удовлетворять общим техническим условиям и удовлетворять следующим требованиям:
¨
предельная рабочая температура - 150° С;
¨
расчетное время эксплуатации - 5000 часов;
¨
вибрация с частотой - 5-2000 Гц;
¨
удары многократные с ускорением 35;
¨
удары однократные с ускорением 100;
¨
ускорения до 50.
Вид
производства - мелкосерийное, объем - 5000 в год.
Аннотация
елью данного
курсового проекта является разработка интегральной микросхемы в соответствии с
требованиями, приведенными в техническом задании. Микросхема выполняется
методом свободных масок по тонкопленочной технологии.
В
процессе выполнения работы мы выполнили следующие действия и получили результаты:
-
произвели электрический расчет схемы с помощью программы электрического моделирования
“VITUS”, в результате которого мы получили необходимые данные для расчета
геометрических размеров элементов;
-
произвели расчет геометрических размеров элементов и получили их размеры, необходимые
для выбора топологии микросхемы;
-
произвели выбор подложки для микросхемы и расположили на ней элементы, а также
в соответствии с электрической принципиальной схемой сделали соединения между
элементами;
-
выбрали корпус для микросхемы с тем расчетом, чтобы стандартная подложка с размещенными
элементами помещалась в один из корпусов, рекомендуемых ГОСТом
17467-79.
Введение
риведем принципы
работы и основные характеристики разрабатываемой микросхемы:
Микросхема
К 237 ХА 2 предназначена для усиления и детектирования сигналов ПЧ (промежуточной
частоты) радиоприемных устройств не имеющих УКВ диапазона, а также для усиления
напряжения АРУ (автоматической регулировки усиления). Широкополосный усилитель
ПЧ состоит из регулируемого усилителя на транзисторах Т4, Т5 и Т6. Усиленный
сигнал поступает на детектор АМ-сигналов (амплитудно-модулированных сигналов),
выполненный на составном транзисторе Т7, Т8. Низкочастотный сигнал с резистора
R19, включенного в эмиттерную цепь, подается через внешний фильтр на
предварительный усилитель НЧ (низкой частоты), а также через резистор R15 на
базу транзистора Т3, входящего в усилитель АРУ. Усиленное напряжение АРУ
снимается с эмиттера транзистора Т2. Изменение напряжения на эмиттере
транзистора Т2 вызывает изменение напряжения питания транзистора Т1, а
следовательно и его усиления.
На
частоте 465 кГц коэффициент усиления усилителя ПЧ составляет 1200 - 2500. Коэффициент
нелинейных искажений не превышает 3%. Если входной сигнал меняется от 0,05 до 3
мВ, то изменение выходного напряжения не превышает 6дБ. Напряжение на выходе
системы АРУ при отсутствии выходного сигнала составляет 3 - 4,5 В. Напряжение
питания составляет 3,6 - 10 В. Потребляемая мощность не более 35 мВт.
Анализ задания на проект
икросхема усиления
промежуточной частоты (ПЧ) К 237ХА2 может быть изготовлена по тонкопленочной
технологии с применением навесных элементов. Конструкция микросхемы выполняется
методом свободной маски, при этом каждый слой тонкопленочной структуры
наносится через специальный трафарет. На поверхности подложки сформированы
пленочные резисторы, конденсаторы, а также контактные площадки и межэлементные
соединения. Пленочная технология не предусматривает изготовление транзисторов,
поэтому транзисторы выполнены в виде навесных элементов, приклеенных на
подложку микросхемы. Выводы транзисторов привариваются к соответствующим
контактным площадкам.
Электрический расчет принципиальной схемы
лектрический расчет
производился с помощью системы “VITUS”.
Система
VITUS - это компьютерное инструментальное средство разработчика электронных
схем. Система VITUS позволяет рассчитать токи, напряжения, мощности
во всех узлах и элементах схемы, частотные и спектральные характеристики
схемы. Система VITUS объединяет в себе компьютерный аналог вольтметров,
амперметров и ваттметров постоянного и переменного тока, генераторов сигналов
произвольной формы, многоканального осциллографа, измерителя частотных характе-ристик.
Система VITUS :
·
позволяет описывать принципиальную схему как в
графическом виде, так и на встроенном входном языке;
·
выводит требуемые результаты расчета в графическом
виде;
·
снабжена справочником параметров элементов;
·
работает под управлением дружественного интерфейса.
Основной
задачей электрического расчета является определение мощностей, рассеиваемых
резисторами и рабочих напряжений на обкладках конденсаторов. В результате расчета
были получены реальные значения мощностей и напряжений, которые являются исходными
данными для расчета геометрических размеров элементов.
Результаты
расчета приводятся в расчете геометрических размеров элементов.
Данные для расчета геометрических размеров
тонкопленочных элементов
Таблица 3. Данные
для расчета резисторов
|
Резистор
|
Рном , Вт
|
gR
|
|
Резистор
|
Рном , Вт
|
gR
|
|
|
R1
|
1,41E-6
Страницы: 1, 2, 3
|
|
© 2009 Все права защищены.
Наверх