Проектные параметры резисторов
Параметрами полупроводникового резистора являются:
рабочее напряжение, Uраб;
номинальное сопротивление резистора, R;
допустимое производственное отклонение сопротивления, dR;
допустимое эксплуатационное отклонение сопротивления, dRэ;
верхняя граничная частота резистора, Fгр.
Расчетные соотношения
Рабочее напряжение Uраб полупроводникового резистора является своеобразным аналогом номинального напряжения для дискретных резисторов с тем отличием, что ограничительным фактором для него служит не мощность, а напряжение пробоя изоляции Uр (см.выражения (2.15–2.19)). Рабочее напряжение должно, при запасе Кз ≥ (1,5–2), удовлетворять условию
КзUраб ≥ Uр.
 |
Сопротивление резистора определяется по формуле
R = R□ ×[ (L/a) +2 ×Kфко+ N×Kфизг],
где R — номинал сопротивления;
R□ — сопротивление квадрата резистивного слоя (поверхностное сопротивление слоя);
Kфко — коэффициент формы контактной области, определяентся по графикам рисунков 2.58–2.61 или по соответствующим, приближенным формулам вычисления;
N — число изгибов (если введены в топологию резистивной полосы);
Кфизг — коэффициент формы изгиба (3 или 5 квадратов);
 |
L, a — суммарная длина линейных участков резистивной полосы между границами уголковых изгибов и ширина резистивной полосы соответственно.
 |
Относительный производственный допуск на сопротивление резистора
dR ≈ dR□ + da + dL + dKi + dRk,
где dR□, da, dL, dKi, dRk — составляющие допуска, определяемые вкладами отклонений поверхностного сопротивления R□, ширины а, длины L, коэффициентов формы контактных областей Кi, сопротивлений контактов металл-полупроводник Rк.
Эксплуатационное отклонение сопротивления dRэ определяется температурной зависимостью сопротивления квадрата резистивного слоя. В области полной ионизации легирующей примеси температурная зависимость сопротивления квадрата резистивного слоя определяется снижением подвижности носителей заряда и толщины резистивного слоя вследствие расширения изолирующей области пространственного заряда. Изменение сопротивления в диапазоне температур –60 — +125 °С можно характеризовать линейной зависимостью с температурным коэффициентом ТКС и определять по формуле
dRэ =ТКС×∆Т,
где ∆Т — температурный интервал, на котором оценивается изменение dRэ. Температурный коэффициент ТКС зависит от величины сопротивления квадрата слоя. Для распространенного варианта резистивного базового р-слоя ТКС зависит от значения сопротивления квадрата и может быть определен по формуле
ТКС = 0,16×10– 2 + 0,210– 4(R□ — 200).
Граничная частота резистора Fгр определяется по схеме замещения резистора, изображенной на рисунке 2.63.
Реальная распределенная RC-цепь, УГО которой изобра-жено на рисунке
2.62, а, с приемлемой погрешностью до частот ω ≤ 1/[R(C/4)] с целью
упрощения расчетных моделей заменяется УГО, изображенной на рисунке 2.62, б. В
зависимости от схемного подключения резистора вывод «Общ.» может быть соединен
или не соединен с общим выводом схемы, где он подключен. В первом случае обе половины
емкости учитываются раздельно на левой и правой (см. рис. 2.62, б) сторонах включения
резистора в схему. Во втором случае, приведенная на рисунке схема замещения, не
отражает влияние соединения по общему выводу с иными элементами кристалла и справедлива
для одиночного резистора. Поэтому понятие «граничная частота» для полупроводникового
резистора представляется весьма условным. Предпочтительно характе-ризовать полупроводниковый
резистор сопротивлением R и полной емкостью С (или постоянной времени RC), имея
в виду возможность разделения полной емкости конденсатора на составляющие в соответствии
с рисунком 2.63. Оценка граничной частоты резистора выполняется по формуле
Fгр = 1/(2×π×R×Cэкв),
где Cэкв — эквивалентная шунтирующая емкость резистора.
