Файл: Учебнометодическое пособие по дисциплине Основы конструирования и технологии производства эс для студентов заочной формы обучения.docx

Учебно-методическое пособие по дисциплине

Основы конструирования и технологии производства ЭС

Авторы: Г.М. Аристархов,

О.В. Аринин, Н.В. Сретенская, В.Н. Каравашкина

Рецензент Т.Б. Асеева

Лабораторная работа № 1ф

УСТРОЙСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧСКИХ ВОЛНАХ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. 
   Изучение влияния конструкторско-топологических параметров устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ) на его электрические характеристики:
   

а) выбор материала подложки;

б) выбор геометрии (топологии) тонкопленочных элементов частотно- избирательных фильтров и согласованных фильтров сложных сигналов.

2. 
   Освоение методики проектирования пленочных элементов устройств на ПАВ при использовании технологии изготовления интегральных микросхем.
   

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. 
   Записать в отчете название и цель работы.
   
2. 
   Изучить теоретическую часть описание лабораторной работы.
   
3. 
   Произвести расчет, необходимый для проектирования частотно- избирательного фильтра (ЧИФ).
   
4. 
   Начертить топологию ЧИФ
   

---

4. Письменно ответить на контрольные вопросы, записав и сами вопросы.
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НА ПАВ

1. 
   Определить из табл.1 по начальной букве своей фамилии центральную частоту - ????₀ и ширину полосы пропускания - ∆???? для расчета ЧИФ на ПАВ, а также длину псевдослучайной последовательности (ПСП) - ????_э для согласованного фильтра (СФ) сложного сигнала (СлС).
   

Таблица 1

Первая буква фамилии				????????, МГц		∆????, МГц		????э
А	Л	Х	10		2,4		50
Б	М	Ц	20		1,9		60
В	Н	Ч	30		3,6		70
Г	О	Ш	40		3,4		100
Д	П	Щ	50		3,5		120
Е	Р	Э	60		5,7		200
Ж	С	Ю	70		3,4		250
З	Т	Я	80		5,6		280
И	У		90		4,8		350
К	Ф		100		12		500

---

2. 
   Выбрать по табл.2 (см. приложение I) оптимальный пьезоматериал для подложки.
   
3. 
   Рассчитать топологические размеры выходного (узкополосного) встречно-штыревого преобразователя (ВШП) частотно-избирательного фильтра для радиоимпульса с прямоугольной огибающей: ????_эл, ????, ????_????, ????, ????₀ и др.; начертить конструкцию; при этом считаем, что выходное сопротивление ВШП – ????_???? определяется по начальной букве фамилии из таблицы 2:
   

Таблица 2

Первая буква фамилии	????????,Ом
А - К	75
Л - Ф	100
Х - Я	150

4. 
   Рассчитать топологические размеры входного (широкополосного) ВШП, выбрав его полосу в 4-10 раз шире полосы выходного ВШП, причем меньшее число (т.е. 4) берется при относительных полосах выходного ВШП более 10%, а большее число (т.е. 10) – при более узкополосных выходных ВШП.
   
5. 
   Рассчитать время задержки ????_з в линии задержки (ЛЗ) на ПАВ. Расстояние между входным и выходным АШП, которое определяет время задержки, взять равным 20????_ПАВ.
   
6. 
   Начертить спроектированный частотно-избирательных фильтров
   

(ЧИФ) на ПАВ и ЛЗ на ПАВ, выбрав необходимый масштаб (размер чертежа должен быть примерно равен 150х100 мм).

7. 
   Определить переходное затухание в спроектированном ЧИФ и линии задержки (ЛЗ) на ПАВ.
   
8. 
   Сравнить конструктивные размеры исследованных образцов с результатами расчета спроектированных конструкций. Сделать общие выводы.
   

---

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. 
   Что такое ПАВ и за счет чего она образуется?
   
2. 
   Что такое ПАВ устройства и для чего они применяются? Какова связь их электрических характеристик с топологическими размерами элементов конструкций?
   
3. 
   Чем отличаются входной и выходной ВШП в частотно-избирательном фильтре и в согласованном фильтре сложного сигнала (СлС)?
   
4. 
   Как строятся линии задержки на ПАВ? В каком соответствии находятся АЧХ согласованного фильтра, спектр обрабатываемого СлС и структура ВШП?
   
5. 
   Что такое аподизация и для чего она применяется?
   
6. 
   Чем определяется выбор материала подложки для устройства на ПАВ? Их основные характеристики.
   
7. 
   Какие функции можно реализовать на ПАВ устройствах?
   
8. 
   Что такое трансверсальный фильтр? Как его можно реализовать?
   
9. 
   Как выполняются программируемые согласованные фильтра на ПАВ?
   
10. 
    Что такое оптимальная полоса фильтра на ПАВ?
    
11. 
    Как осуществляется перестройка фазы в согласованных фильтрах на ПАВ для фазоманипулированных сложных сигналов?
    
12. 
    Какие параметры частотно-избирательного фильтра на ПАВ определяется апертура ВШП и количество электродов в отводе ВШП; чем достигается требуемое затухание за полосой пропускания ЧИФ и СФ?
    
13. 
    Классификация устройств на ПАВ?
    
14. 
    Преимущества и недостатки устройств на ПАВ?
    

1. 
   Введение
   

Использование средств микроэлектроники – основа современного этапа развития всех отраслей радио- и электронного приборостроения. Изделия микроэлектроники дают возможность сократить трудоемкость изготовления

---

продукции, уменьшить ее вес, габариты, улучшить эксплуатационные качества.

К изделиям микроэлектроники относятся:

• 
  интегральные схемы (полупроводниковые, гибридные);
  
• 
  устройства функциональной электроники (оптоэлектронные, ионные, тепловые, акустические и т.д.);
  
• 
  микрокомпоненты (радиокомпоненты и радиодетали): бескорпусные транзисторы, диоды и конденсаторы, микроразъемы, индикаторы, кнопки, кабели, элементы конструкций, многослойные печатные платы и т.д.
  

При изготовлении этих изделий стремятся использовать стандартные технологические приемы микроэлектроники (фотолитографию, автоматическую проверку, неразрушающие методы контроля и т.д.).

В зависимости от технологических методов, положенных в основу реализации интегральных схем (ИС), различают полупроводниковые и гибридные ИС (ГИС). В настоящее время благодаря успехам технологии наибольшее развитие получили полупроводниковые ИС со степенью интеграции до десятков тысяч элементов в одном кристалле. Однако в ряде

случаев оказывается целесообразным применение ГИС. Это объясняется следующим:

• 
  пассивная часть ГИС изготавливается на отдельной подложке, что позволяет достигать высокого качества пассивных элементов, создавать прецизионные, высокоточные и СВЧ ИС;
  
• 
  технология ГИС проста и требует меньших начальных затрат, что важно при создании нетиповых, нестандартных изделий;
  
• 
  технологию ГИС можно рассматривать как перспективную для замены существующих методов многослойного печатного монтажа при размещении на подложках бескорпусных ИС, больших ИС (БИС) и других полупроводниковых компонентов.
  

---