Продолжение табл. 10.2

Конструкция элемента

Формулы для расчета

120я2в(/1, е=1)

Z\(h, I, е) h

(рис. а)

С-в Ф, с=3-10 мм/с, / - в мм, 1 - в Ом

3. Последовательная индуктивность

Z6 о-

L -в .Гн, с = 3-1011 мм/с, /-в мм, 1 - в Ом

L 200,5-10 I

X In

I X - 1,76

L - в нГн,

I - периметр в мм,

W -в мм,

t - толщина ;в мм (рис. б)

0,8а2Л/2

L = 39,3-- ,

6а + 106

1 + .

6 = /?2 - 1 .

L - в нГн, а, b - в мм, Ri - внутренний радиус, в мм.

Яг - внешний радиус, в мм, N - число витков (рис. б)

L = 8,5S/2 Л/6/3

L -в нГн,

S - площадь в см

Окончание табл. 10.2

Формулы для расчета

4. Параллельная .индуктивность

Т-°

t Ze Л-о

Величина емкости таких нланарных конструкций ограничена технологическими возможностями получения малых зазоров S. Так, например, при ширине зазора около 50 мкм величина емкости со-ставляет не более 4 пФ. На частоте 2 ГГц добротность такого конденсатора составляет величину порядка 600.

Последовательная и параллельная емкость большей величины может быть реализована в виде трехслойной пленочной структуры (рис. 1,е табл. 10.2), содержащей обкладки и слой пленоч- ного диэлектрика между ними. Точность выполнения номиналов пленочных конденсаторов составляет 10-15%. Если необходима более высокая точность, применяется подстройка номиналов емкости с помощью соединения изолированных друг от друга нодст-роечных площадок верхней обкладки (рис. 1,г табл. 10.2). Соединение осуществляется проводящими перемычками.

Параллельная емкость образуется между заземленной пластиной и проводником микрополосковой линии и выполняется в виде прямоугольного плоского конденсатора (рис. 2,а. табл. 10.2) или в виде одинарного или сдвоенного (рис. 2,6 табл. 10.2) шлейфа с низким волновым сопротивлением.

Конденсаторы, у которых верхняя обкладка (в плоскости проводника микрополосковой линии) выполнена прямоугольной или круглой, имеют низкую емкость на единицу площади (0,1 пФ/мм при е~10, /г = 0,5 мм). Однако такие конструкции позволяют получить высокую добротность, высокое пробивное напряжение, точное значение требуемой емкости.

Индуктивности. Последовательная индуктивность выполняется в виде короткого отрезка полосковой линии длиной /<Лв/8 с высоким волновым сопротивлением (рис. 3,с табл. 10.2).

Сосредоточенные индуктивные элементы могут быть реализованы в одно- и трехслойном варианте. Однослойные индуктивности с малой величиной индуктивности (менее 1 нГн) представляют собой один плоский виток (рис. 3,6 табл. 10.2), а трехслойные - спираль круглой или прямоугольной (квадратной) формы (рис. 3,е, г табл. 10.2), у которой центральный вывод пропускается над катушкой и изолируется от нее диэлектрической пленкой. Су-

ществующая технология позволяет получить индуктивные спирали с добротностью Q~100 и номинальными значениями L= = 1-100 нГн. При расчете индуктивности влиянием заземленного основания можно пренебречь, если высота подложки более чем в 10-20 раз превышает ширину проводника спирали.

Параллельная индуктивность может быть выполнена в виде короткозамкнутого параллельного шлейфа длиною КХв/8 (рис. 4 табл. 10.2).

LC-структуры представляют собой плоские конденсаторы, у которых одна из обкладок заменена плоской спиралью. Такие структуры используются на частотах от 10 МГц до 6 ГГц и выше.

Резисторы. Распределенные пленочные резисторы для симметричных полосковых линий имеют вид пленки специальной формы с нанесенным на нее поглошающим слоем, которая помещается над центральным проводником и зажимается между двумя диэлектрическими пластинами линии. Микрополосковая нагрузка может быть выполнена на основе микрополосковой линии с высоким значением вносимого затухания, у которой верхний проводник имеет поверхностное сопротивление Rs, значительно большее, чем поверхностное сопротивление заземленного основания. Для реализаци большой величины Rs толщину верхнего проводника ti выбирают много меньше глубины скин-слоя или же используют материал верхнего проводника с низкой электропроводностью. С целью пол5 1ения больших значений затзханий при ограниченных габаритах микросхемы проводник нагрузки свертывается в спираль или меандровую линию.

Сосредоточенные резисторы в ИС СВЧ используются в качестве согласованных нагрузок, в СВЧ сумматорах и делителях мощности, в цепях управления и питания. Резисторы, как правило, имеют прямоугольную форму. Сопротивление пленочного резистора ,

R = RJ/W = R,n,

ГДЕ I н W - длина и ширина резистора, п - число квадратов ре-зистивной пленки или коэффициент формы, характеризующий степень отличия формы резистора от квадратной;

Поверхностное сопротивление пленочного резистора (или сопротивление квадрата пленки) равно

R, = l/at.

Для уменьшения размеров резистора необходимо увеличивать Rs (Ом/П) за счет уменьшения толщины резистивной пленки. Однако при этом у тонких пленок появляется неоднородность по химическому составу и структуре, что приводит к уменьшению выхода годных элементов на начальных операциях изготовления и к нестабильности их во времени; кроме того, существует оптимальное значение толщины t, определяемое температурным коэффициентом сопротивления.