RC-структуры с распределенными параметрами

RC-структуры с распределенными параметрами используются в микроэлектронных конструкциях в качестве фильтров, фазосдвигающих и времязадающих элементов, а также в качестве элементов частотно-зависимой обратной связи при построении активных фильтров.

Применяются в основном две разновидности:

1. R1-C-R2;

2. C1-R-C2.

По конструктивно- технологическому исполнению R1-C-R2-структура подобна пленочному конденсатору с высокоомными обкладками, имеющими сопротивления R1 и R2 между выводами 1-2 и 3-4 соответственно.

Конструкция типа C1-R-C2 представляет собой два последовательно соединенных конденсатора с емкостями C1 и C2, имеющими общую высокоомную обкладку с сопротивлением R между выводами 1 и 3.

Различают RC-структуры с постоянными и переменными по длине конструкции погонными параметрами. В пленочных RC-структурах изменение погонных сопротивлений и емкостей может осуществляться изменением как толщины резистивных и диэлектрических пленок, так и их профиля по ширине. В практике наиболее легко реализуется последний способ, как наиболее управляемый в процессе производства. Профиль структуры может изменяться плавно или ступенчато. При плавном можно задать любой закон изменения погонных параметров, позволяющий существенно улучшить характеристики фильтров.

Применяются следующие профили RC-структур:

В микросхемах применяют 4-х, 3-х или 2-х полосные RC-структуры с распределенными параметрами. Электрические характеристики этих структур определяются в результате решения дифференциальных уравнений для потенциалов и токов в любом сечении структуры при известных потенциалах и токах на полосах.

3-х и 2-х полосные RC-структуры получаются из 4-х полосных при неиспользовании нескольких полюсов или путем объединения нескольких выводов. На практике часто используют 3-х полюсные распределенные RC-структуры с постоянными погонными параметрами.

Эта конструкция представляет R1-C-R2-структуру, в которой один из резистивных слоев заменен на проводящий. Такая структура часто применяется в фильтрах низкой частоты, времязадающих и фазосдвигающих цепях. Кроме этого, в виде распределенных RC-структур необходимо рассматривать схемы резисторов и коммутационные проводники в быстродействующих полупроводниковых интегральных схемах.

Распределенные RC-структуры обладают лучшими свойствами по сравнению с эквивалентными им обычными RC-цепями. Поэтому их рекомендуется применять вместо этих RC цепей. Например:

Из сравнения кривых видно, что распределенные RC-структуры имеют более крутые характеристики в области высоких частот. Кроме этого, распределенные RC-структуры позволяют получать любой фазовый сдвиг, а обычный- −90º. В фазосдвигающих устройствах подгонка фазы может осуществляться изменением сопротивления R путем термообработки или электрохимического окисления резистивных пленок из тантала, титана или ниобия.

Дата добавления: 2014-01-11