книги из ГПНТБ / Микроминиатюризация высокочастотных радиоустройств

Р и с .1 .2 .

Зависимость добротности

Q

от

частоты

/ пленочных конденсаторов

с

диэлектриком из моноокиси кремния.

•'

Р и с .І .З »

Зависимость добротности Q

от

частоты

/ пленочных конденсаторов

с

диэлектриком из моноокиси кремния.

жена на р и с .1 .4 .

Здесь

С3 -

емкость,

учитывающая краевой

эффект и толщину

пленки

обкладок, а

СГ,С 2

- емкости, обра-

-а

4

h С-2

<?

Р и с .1 .4 .

Схема

-И —

I I -

замещения дифференциального

конденсатора.

Обычно

зуемые общей обкладкой конденсатора.

Ct ~C^ = С ,

тогда

Q

+С3.Общая ёмкость конденсатора определяется

Собщ~-£

по формуле:

Со**

=

о, 0

4

4

2

5

[

( а * d )

пі>.

бесконечности,

можно схему замещения дифференциального кон­

денсатора

с учётом потерь

представить в виде р и с .1 .5 ,

где

ров

/ і

-

сопротивления потерь в материале обкладок конденсато­

Cf

й

С2 ,

образованных верхними обкладками и нижней общей

обкладкой,

а

Г '

- сопротивление потерь в материале

части

общей обкладки.

Обычно

С,=С2 - С

и

Г< = Г2

=/^, притом

d

и ^ ,

а

и

ß

могут меняться местами в зависимости от способа

P i

p

P 2

n

Cf

P f

C2

r z

(---- 1

II

1-----1

II

1---- 1-

'---- 1

I r

i___ P

n

i f F ^

I f f

и

о-

-о

пленочными проводниками

( р и с .І .І ,г ,д ) .

Емкость конденсаторов рассчитывается по известным в лите­

ратуре соотношениям

[ і .4 ] .

Для определения тангенса угла потерь конденсаторов

р и с . І . І , г ,д представим их схему

замещения в виде, изображен­

ном на р и с .1 .6 .

.лощность потерь в таком конденсаторе может быть определена

по формуле

Pos^ ~

І 2( Г П

+ / £ -

Г „ ) ,

где

Гп

-

сопротивление

обкладок конденсатора;

Г „

-

пересчитанное

сопротивление

потерь

в

/д

-

подложке;

сопротивление

потерь

в

пересчитанное

материале защитного покрытия.

Отсвда получаем

Г)

= ід8л + Ц 8 м + h jâ n .

"Матричный‘Іконденсатор ( р а с . І . І . е ) .

параллельно вклю­

"Матричный" конденсатор

состоит из

И

Для ориентировочного определения величины емкости матрич­

ного конденсатора

обычно используют формулу: .

п

С»

=

П • Суд ■Сяч,

где

Суд

-

Пф

і

удельная емкость, см<^

ров

с расстоянием между ячейками 0 ,1 5 ; 0,25 и 0,35 мм при

числе ячеек

п

= 15-, ширине пленочных проводников обкла­

док

а = 6

= 0,32 мм и с одинаковым расстоянием между ними

= 5000

.

Диэлектриком служила моноокись кремния

с

пф/см2 . Обкладки алюминиевые с

J1

= 0,1

0ы/а .

Линейные размеры конденсаторов

измерял

с помощью микро­

скопа ММИ-2,

а

величину емкооти определяли с

помощью прибора

Е І2 -ІА .

По усредненным данным начальной емкости исследуемых

конденсаторові

(р и с .1 .7 ) можно заключить, что

уменьшение рас­

стояния

между пленочными обкладками от 0,35 до 0 ,1 5 мм

влечет за собой, при неизменном числе ячеек, увеличение

начальной емкооти от 75 до 100 пф, т .е . примерно на

33

$. •

Р и с .I . 8 .

Зависимость добротности

# "матричных"

конденсаторов

от частоты

/ .

ß

tO *(C ,+0,1C )-fe

Ч м _

-------д

-------------;

где

=

I

~ —

С„

пф;

Л

=

I

МГц;

МГц;

С

-

/

- частота,

Формула

емкость,

пф.

справедлива .для конденсаторов с общей емкостью

6-60 пф и размерами

сторон квадратной ячейки от 0 ,2 до 0,3мм,

на частотах 10-150 МГц.

добротности

"матричных" конденса­

Зависимость изменения

ниями обкладок

Г

, поперечной проводимостью диэлектри­

ка

д .'

и емкостью

С '

(р и с.1 .9 ) .

Х=г-ё; n ë = n-r-e; с= С е ;

,

где R и п R - полные сопротивления

верхней и нижней

17

NX rdx

Ых

температур.

значений напряже­

Из р и с .1 .9 для

комплексов действущ их

ния и тока имеем:

( f + j ü C

' ) i r ,

( I . I )

^ L = I r , ( h + l l r

l 0 - rt.

(1 .2 )

Если толщина обкладок много меньше глубины проникновения

тока в проводник, то

сопротивление

Л1. (или

R

)

не будет

зависеть от частоты.

Тогда уравнения ( І . І )

и

(1 .2 )

будут

сопротивление R можно измерять на

постоянном токе.

Решив совместно уравнения ( І . І )

и ( 1 .2 ) ,

после преобразо­

ваний можно определить выражение для

полного

сопротивления Z

пленочного конденсатора. Представив конденсатор

охемой, состоя­

щей из последовательно соединенных ёмкости

и

активного

сопротивления

R3

, найдем выражения для активного

и реактив­

выражения для параметров- конденсатора:

( І .З )

R a

Rm >

f

/

І+іа§м • и 8а

3

+

^ + 5?-

*

( І Л )

и

*

(1 .5 )

tg â = tg â t

* t$ â " .

.(1 .6)

В выражениях ( I . 3 - 1 .6 ) :

в

Ra

-

эквивалентное сопротивление диэлектрика

последовательной схеме замещения, определяемое

R n -

из

выражения

= o jCRa

;

R*i = ~j ~R')

сопротивление обкладок переменному току;

обкладках.

{g.âM -u )C R M

- тангенс угла

потерь в

Модуль полного сопротивления конденсатора определяется

выражением:

И

~ z fc

•

(1 .7 )

лением и индуктивностью,

которые необходимо учитывать на высо­

ких частотах ( р и с .I .1 0 ) .

Сопротивление

выводов

увеличива­

ет активное сопротивлениеLконденсатора и тангенс

угла потерь,

а. наличие индуктивности

g

приводит к

снижению реактивного

сти

С,)А

.

Эффективное активное сопротивление конденсатора и эффектив­

ная емкость

соответственно равны:

'( 1 .8 )

где

-

г

/7

с *

>

Ш а

Ой0г-

резонансная частота,

6о„ =

/

Эффективное реактивное

сопротивление конденсатора

Х зд ~ X s ( f - - Щ . ) 9

(1 .9)

а модуль полного сопротивленияг

конденсатора

зд

X зд