CCF20090228009

danej częstotliwości

(5.1) ¹

X należy uwzględniać

Kondensator w przekroju

rrr\

JJ X

T, i

(b)

5 Elementy dyskretne w mikrofalowych uk ladach scalonych.

*'•'    ‘    '    I

‘5.I. Wprowadzenie    '•    . •

Wonniejszym rozdziale omówione zostaną najważniejsze'; elementy dyskretne stosowane w MUS i MMUS. Cel rozdzia lu-to zapoznanie słuchaczy z rodzajami, strukturami i zasadami -projektowania lub wykorzystania poszczególnych elementów, ze szczególnym zwróceniem uwagi na ich liicidcahioś c i konieczność uwzględniania w zakresie b.w.cz. ich pełnego układu zastępczego. Formuły-lub wykresy ułatwiające projektowanie _; elementów zostaną przytoczone tylko- w najprostszych | przypadkach.

5.2. Rezystory' (a) Rezystory do montażu powierzchniowego

Rezystory do montażu powierzchniowego są często stosowane w hybrydowych MUS. Rczyst(ir ,^:^pows(ajc-^/Zwyldc przez -naniesienie(np. technologią gr u bo wa rśIwo wąMiibjteż.drógą . uaparowania w pć.óżgj warstwy incfiiiu oiduicj .teźyśły.wności i ua p łaskiej prostopadło ściennej bazie ceramicznej, z kontakla- . mi lutowniczymi naniesionymi rfua .^krawędziach. Warstwa_ -rezystywna zostaje następnie zabezpieczona lakierem lub szkliwem, j Taki rezystor, szeregowo wmontowany w NU’ (Rys. 5.1);, tworzy; odcinek stratnej NU’ na niejednorodnym podłożu (dielektryk podłożowy + dielektryk bazy rezystora, często rozdzielone cienką warstwą powietrza wskutek niedok ładnego przylegania bazy rezystora do dielektryka podłożowego). Dodatkowo należy uwzględnić doprowadzenia pomiędzy punktąnii lutowniczymi a warstwą rezystywną.

, 1 1*1 \ - J-	.	1 —hyf
. ^ f. —-			-r ■Łgi *
^ i i ■ }*»	&
^r*l ! * —TT
	^J i-/i i r.njrT^t. ■ < _i _		i M i i

Rys. 5.1. Rezystor do montażu powierzchniowego wmontowany w i . NLP. _    - ■    ,_________;

Jak wiemy, podstawowy warunek powalający traktować dan; element jako element o stałych skupionych stanowi, że jcg< wymiary muszą być znacznie -mniejsze od długości fali X prź;

I « 2.

przy czym określając wartość    .....-b-x-.....-

ewentualny wspó (czynnik skrócćuią fali w strukturach ca I kowicic Juli-częściowo wypełnionych dielektrykiem. Cechę tą posiada

struktura z Rys. 5.1.    fizycznie uzasadniony układ

zastępczy struktury z Rys. 5.1 ma postać przedstawioną na Rys.

R.

ir~	= J C, \ '		h i _ Z* i ^ i I
T.j ' T, j			! r, !

Rys. 5.2. Układ zastępczy rezystora do montażu powierzchniowego. Elementy L„ C_n tworzą układ zastępczy warstwy rezystywnej; odcinki linii transmisyjnej o parametrach /₂, Z_n, c_cJri reprezentują doprowadzenia do warstwy rezystywnej.    -    ■    ,

; (h) Rezystory cienkowarstwowe

t-    •    .

Rezystor cienkowarstwowy.tworzy warstwa metalu o dużej rczy stywności naparowana na podłożu (jest to również jedna / możliwych technologii wykonywania rezystorów do montażu powierzchniowego). Grubość warstwy jest rzędu mikrometra.

--Parametrem określającym rczystywnoś ć warstwy jest tzw '^rezystancja / kwadrat R/o. W oparciu o wartoś ć R/d możn: ^realizować rczy-story o różnych rezystancjach, łącząc szeregowi i równolegle kwadraty o rezystancji R. Należy jednak kontrolowa ć snclnicnic warunku (5.1).

(b) Rezystory grubowarstwowe

Rezystory grubowarstwowe różnią się od cienkowarstwowych technologią wykonania i wynikającą z niej grubością warstwy stratnej (rzędu kilku - kilkudziesięciu pm). Stosowane są w grubo warstwowych MUS. ■    _

; _;.(d) Rezystory „półprzewodnikowe’¹

W MMUS często ..wykorzystywanym elementem aktywnym jest tranzystor połowy. Jeżeli ze struktury tranzystora usunie się bramkę, pozostaje obszar kann lit pomiędzy źród lem a drenem.

: Dobierając rozmiary i domieszkowanie tego obszaru można ■i utyskiwać rezystory z doś ć szerokim zakresie wartości rczystan-.j cji. Ta technika umożliwia wprowadzania do MMUS rezystorów wykonywanych w trakcie procesów technologicznych służących realizacji tranzystorów.

■ (c) Rezystory lub obcią żenią o stal ych roz ło żonych

Są to struktury o podobnej technologii wykonania jak w ‘przypadku (b) i (c). Charakteryzują się one stopniowym wprowadzaniem materiału stratnego (może (o być warstwa rezystywna, lecz również warstwa dielektryka o dużych stratach) w obszarze prowadnicy, np. paska NLP. Dzięki temu struktura materiału absorbującego energię mikrofal nic stanowi _:_gWaT t ó wid ć 'Ty jJf-ó wa d żon ej    uiefciąg lości, umożliwiając

realizację obciążeń o ma ly 111 wspó leży 11 ni ku odbicia.

Rys. 5-3. Widziane z. góry obciążenie NLP uzyskane przez stopniowo wprowadzoną warstwę rezystywną lub stratna warstwę dielektryka. ⁿ -

5.3. Kondensatory

(a) „Monolityczne”, do montażu powierzchniowego

Kondensator tego typu jest zewn ętrznie podobny do rezystora <Io montażu powierzchniowego (Rys. 5.1), posiada natomiast zupełnie inną strukturę wewnętrzną. Uproszczony przekrój takiego elementu pokazano na Rys: 5.4 (a), ograniczając się do dwóch warstw metalizacji tworzących kondensator p lasko-równolcg ly (na ogó I ilość warstw jest większa).

W pierwszym przybliżeniu możemy ^ potraktować strukturę z Rys. 5.4 jako układ dwóch krótkich odcinków prowadnicy falowej, wzajemnie sprzę żonych pojem-ttościowo.,

Ti

lic;

_/YYTk

X

(a) .

Rys. 5.4 (a) Widziany, z boku (w przekroju) kondcnsalo monolityczny wmontowany w NLI’; (b) układ zastępczy.