Анализ и синтез неоднородных резистивно-емкостных элементов с распределенными параметрами и их приложения в устройствах обработки информации

Анализ и синтез неоднородных резистивно-емкостных элементов с распределенными параметрами и их приложения в устройствах обработки информации

Автор: Гильмутдинов, Анис Харисович

Шифр специальности: 05.13.05

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2005

Место защиты: Казань

Количество страниц: 426 с. ил.

Артикул: 2901349

Автор: Гильмутдинов, Анис Харисович

Стоимость: 250 руб.

Анализ и синтез неоднородных резистивно-емкостных элементов с распределенными параметрами и их приложения в устройствах обработки информации  Анализ и синтез неоднородных резистивно-емкостных элементов с распределенными параметрами и их приложения в устройствах обработки информации 

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. РЕЗИСТИВНОЕМКОСТНЫЕ СТРУКТУРЫ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ КОНЦЕПЦИЯ, ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
1.1. Основные определения и реализационные возможности.
1.2. Технологические основы реализации.
1.2.1. Технология изготовления тонкопленочных ЯСЭРП.
1.2.2. Технология изготовления толстопленочных ЯСЭРП
1.2.3. Полупроводниковые ЯСЭРП
1.2.4. Другие методы изготовления ЯСЭРП.
1.2.5. Технология подгонки параметров ЯСЭРП.
1.3. Конструктивные основы реализации ЯСЭРП.
1.4. Электрофизические свойства материалов слоев ЯСЭРП
1.4.1. Материалы резистивных и диэлектрических слоев, чувствительные к воздействию внешних полей
1.4.2. Перестраиваемые ЯСЭРП с использованием рп переходов и электрофизических свойств материалов.
1.5. Схемотехнические основы реализации ЯСЭРП.
1.6. Общее уравнение и классификация СЭРП со структурой слоев вида Я1СЯ2
1.7. Области применения резистивноемкостных структур с распределенными параметрами.
1.7.1. Применение ЯСЭРП в частотноизбирательных КСфильтрах и фазовращателях.
1.7.2. Другие применения ЯСЭРП
1.8. Выводы к главе 1
Глава 2. МЕТОДЫ АНАЛИЗА И КРИТЕРИИ СИНТЕЗА ЯСЭРП И УСТРОЙСТВ НА ИХ ОСНОВЕ
2.1. Исходные предпосылки и соображения
2.2. Общие подходы к вычислению первичных параметров многополюсного ЛСЭРП
2.2.1.Вычисление первичных параметров ОН ЛСЭРП.
2.2.2. Вычисление первичных параметров ДО ЛСЭРП.
2.3. Методы анализа ЛСЭРП и устройств на их основе
2.3.1. Определение схемных функций.
2.3.2. Определение схемных функций цепей, содержащих ЛСЭРП.
2.3.3. Методы анализа АЛСцепей, содержащих ЛСЭРП.
2.3.3.1. Представление функций цепей.
2.3.3.2. Анализ АЛСцепей, содержащих ЛСЭРП, с помощью доминирующих полюсов нулей.
2.3.3.3. Метод непосредственного решения характеристического трансцендентного уравнения метод 1.
2.3.3.4. Метод поверхности фазовой функции в декартовой системе координат метод 2.
2.3.3.5. Метод поверхности фазовой функции в полярной системе координат метод 3.
2.4. Критерии синтеза АЛСцепей, содержащих ЛСЭРП
2.4.1. Частотные критерии синтеза АЛСцепей с заданной формой полюсного годографа.
2.4.2. Определение минимально необходимого порядка АЛСцепи с заданной формой полюсного годографа.
2.4.3. Частотные критерии синтеза АЛСцепей, реализующих операции дробного интегрирования и дифференцирования.
2.5. Выводы к главе 2.
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ОДНОМЕРНЫХ НЕОДНОРОДНЫХ И КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ ЛСЭРП СО СТРУКТУРОЙ СЛОЕВ ВИДА ЛС0.
3.1. Исходные предпосылки и соображения.
3.2.1 ЛСЭРП со структурой слоев ЛС
3.2.1. Возможности аналитического решения.
3.2.2. Замена неоднородной ЯСлинии лестничной ЯСцепью с сосредоточенными параметрами.
3.2.3. Конечноэлементная постановка задачи.
3.2.4. Гибридная схема.
3.3. Моделирование одномерных комплементарных ЯСЭРП со структурой слоев вида ЯС0.
3.3.1. Определение упараметров для ОК ЯСЭРП с траекторией прорези первого типа
3.3.2. Определение упараметров для ОК ЯСЭРП с траекторией прорези второго типа метод конечных распределенных элементов
3.3.3. Расчет схемных функций комплементарных ЯСЭРП
3.3.4. Алгоритмы анализа характеристик ОК ЯСЭРП.
3.4. Выводы к главе
Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ДВУМЕРНЫХ ОДНОРОДНЫХ ЯСЭРП
СО СТРУКТУРОЙ СЛОЕВ ВИДА ЯС0.
4.1. Исходные предпосылки и соображения
4.2. Анализ ДО ЯСЭРП методом конечных элементов.
4.2.1. Математическая формулировка задачи анализа ДО ЯСЭРП методом конечных элементов.
4.2.2. Вариационная постановка решения задачи
4.2.3. Пример реализации МКЭ к задаче анализа ЯСЭРП.
4.2.4. Алгоритм вычисления матрицы А и вектора Т.
4.2.5. Вычисление упараметров.
4.2.6. Структура программы для расчета ЯСЭРП на основе МКЭ.
4.2.7. Аналитическое исследование решения двумерной задачи
4.2.8. Гибридная схема для двумерной задачи
4.3. Анализ ДО ЯСЭРП методом разделения переменных
4.4. Метод конечных распределенных элементов для двумерной задачи.
4.5. Вы воды к главе 4.
Глава 5. АНАЛИЗ ЭРП И УСТРОЙСТВ НА ИХ ОСНОВЕ
5.1. Исходные предпосылки и соображения.
5.2. Разработка универсальной программы анализа ЭРП и ее пользовательский интерфейс
5.3. Анализ ОН ЭРП.
5.3.1. Предварительные соображения
5.3.2. Исследование влияния количества элементов разбиения ОН ЭРП на точность вычислений частотных характеристик.
5.3.3. Оценка функциональных возможностей ЭРП
5.4. Анализ ДО ЭРП
5.4.1. Предварительные соображения.
5.4.2. Выбор базовой конструкции элемента с распределенными параметрами эвристическими методами.
5.4.3. Точность математической модели.
5.4.4. Исследование функциональных возможностей ДО ЭРП для построения широкополосного фазовращателя
5.4.5. Экспериментальная проверка точности математической модели при помощи дискретной физической модели ЭРП.
5.4.6.Экспериментальная проверка точности математической модели при помощи непрерывной физической модели ЭРП.
5.5. Анализ двумерных комплементарных ЭРП и устройств на их основе
5.5.1.Исследование влияния высоты ступени на частотные характеристики ДК ЭРП
5.5.2 Исследование влияния количества ступенек прорези на частотные характеристики ДК ЭРП
5.5.3 Исследование влияния длины реза на частотные характеристики ЭРП
5.5.4 Анализ устройств на основе ДК ЭРП
5.5.4.1. Анализ РФ на основе ДК ЭРП.
5.5.4.2. Анализ фильтра на основе ДК ЭРП
5.6. Анализ ЛСЭРП с фрактальной геометрией
5.6.1.Общие понятия
5.6.2. Фрактальная геометрия в ЯСЭРП.
5.6.2.1. Кривые Кох
5.6.2.2. Канторовские множества
5.6.2.3. Кривые Серпинского
5.6.3. Исследование ЯСЭРП с фрактальной геометрией.
5.7. Выводы к главе
Глава 6. СИНТЕЗ ЯСЭРП ПО ЗАДАННЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ.
6.1. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СИНТЕЗА ЯСЭРП
6.2. СИНТЕЗ ОН И ОК ЯСЭРП.
6.2.1. Общие положения.
6.2.2. Синтез ОН ЛСЭРП по заданной крутизне АЧХ передаточной характеристики.
6.2.3. Синтез ОН СЭРП по заданному постоянству фазы входного импеданса
6.2.4. Синтез ОК ЛСЭРП с постоянной фазой входного импеданса в максимально широком диапазоне частот.
6.3. СИНТЕЗ ДО ЛСЭРП
6.3.1. Структурный синтез ДО ЯСЭРП с заданными характеристиками с помощью генетического алгоритма.
6.3.2. Параметрический синтез ШФВ на основе ДО К.СЭРП.
6.4. Выводы к главе
Глава 7. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ АЯСФИЛЬТРОВ НА ОСНОВЕ ЯСЭРП.
7.1. Анализ и синтез высокостабильных АБСфильтров.
7.1.1. Общие соображения и предпосылки.
7.1.2 Синтез АЯСцепей с формой полюсного годографа, обеспечивающей нулевую чувствительность действительной части полюса к изменению коэффициента усиления активного элемента.
7.1.3. Синтез АЯСзвеньев с заданной температурной стабильностью.
7.1.3.1. Исходные предпосылки
7.1.3.2. Обеспечение заданной стабильности методом термокомпенсации.
7.1.3.3. Анализ влияния технологического разброса температурных коэффициентов элементов на температурную стабильность и соо
7.1.4. Экспериментальная проверка результатов анализа температурной стабильности звена.
7.2. Анализ и синтез фильтров с регулируемыми характеристиками
7.2.1. Общие соображения и предпосылки
7.2.2. Синтез звеньев, полюсной годограф которых обеспечивает V 0.
7.2.3. Методика синтеза звена фильтра по заданному диапазону регулирования частоты.
7.2.4. Экспериментальная проверка результатов анализа регулировочных характеристик звена.
7.3. Перспективы применения ЭРП
7.4. Выводы к главе 7.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты диссертационной работы
Научная новизна теоретических положений и результатов экспериментальных
исследований, полученных автором
Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы
Практическая и научная полезность результатов диссертационной работы.
Реализация и внедрение результатов работы.
Апробация работы
ЛИТЕРАТУРА


Следует обратить внимание на то, что для детерминистической подгонки ИСЭРП годятся не все методы, применяемые при подгонке дискретных резисторов и конденсаторов. Дело в том, что в результате подгонки должна измениться только постоянная времени. Если же одновременно с постоянной времени будет меняться распределение электрического поля в пленочной структуре, то это может привести к непредсказуемым результатам при использовании СЭРП в конкретном устройстве. ЯСЭРП. Как видно из приведенного перечня, в основном воздействию подвергается резистивный слой. Очевидно, в зависимости от того, доступен или не доступен резистивный слой для соответствующего вида обработки и будет окончательно определяться технология подгонки. Кроме того, предложенные способы подгонки неодинаково изменяют сопротивление одни из них действуют только на увеличение сопротивления шлифование, электрохимическая обработка, выборка материала, а другие, в зависимости от условий обработки, могут и уменьшить сопротивление токовая подгонка, термообработка. Секционированные ЯСЭРП можно применять для ступенчатой подгонки, когда один и тот же элемент предназначен для работы в устройствах с близкими по значению параметрами например, наборы однотипных фильтров с разными частотами среза и т. При функциональной подгонке для подстройки выходного параметра устройства к заданному значению можно использовать не только изменение постоянной времени ЯСЭРП, но и изменение характера распределения поля по поверхности элемента. Можно указать достаточно много примеров, когда именно за счет введения и удаления дополнительных проводящих перемычек, вырезов в резистивном слое, смещении электродов по периметру резистивного слоя достигались цели подстройки наилучшим образом . Однако в этом случае стратегия подгонки должна быть предварительно проверена на опытных образцах или на ЭВМ на основе корректных математических моделей, соответствующих конкретному ходу подгонки. Очевидно, что математические модели СЭРП в первую очередь определяются конструкцией элемента. Поэтому в рамках данной работы ограничимся рассмотрением конструктивных вариантов реализации применительно к пленочной технологии, в настоящее время самой распространенной по изготовлению ЯСЭРП. Все многообразие конструкций ЯСЭРП может быть формально описано, если ввести конструктивные признаки, характеризующие ту или иную особенность конструкции. Такие конструктивные признаки применительно к пленочной технологии представлены в классификационной диаграмме, изображенной на рис. Рассмотрим возможные варианты конструкций. Некоторые из них встречаются в литературе, а некоторые можно получить с использованием введенной классификации конструктивных признаков, на примере пленочных ЯСЭРПсля слоев. Варианты конструкций ЯСЭРП, отличающиеся по числу слоев, представлены на диаграмме рис. Рис. Планарная конструкция ЯСЭРП изображена на рис. Эта конструкция вида Я1СЯ2 здесь и в дальнейшем принято обозначение Я резистивный слой С диэлектрический слой 0 проводящий слой. Емкость элемента образуется в зазоре между двумя резистивными полосками. Рис. Я1 и Яг, а также и С, т. Я и Я2 диэлектрическим материалом. Такой ЯСЭРП достаточно прост в изготовлении, но имеет небольшие значения емкости, поэтому в основном может быть применен в СВЧ диапазоне частот. Различные варианты планарных ЯСЭРП предложены в . Рис. К, Я2 резистивные слои. Трехслойная конструкция ЯСЭРП со структурой слоев вида Я1СЯ2 показана на рис. Это наиболее изученный класс ЯСЭРП, отличающийся простотой изготовления и более широким диапазоном емкости структуры. Не всегда резистивные и проводящие слои бывают разделены диэлектрической пленкой. Так, в конструкции, показанной на рис. Рис. Примером исследованных многослойных структур могут служить ЯСЭРП типа С1ЯС2, одна из конструкций которых изображена на рис. Известны структуры и с большим числом слоев, например структура типа в ЯСЫСМСО где Ы, М константы . Геометрия слоев. Варианты конструкций ЯСЭРП, отличающихся по чису лу слоев, представлены на рис. Здесь Ь ширина полоски резистивного и проводящего слоев I и б толщины соответственно резистивного и диэлектрического слоев. Рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.676, запросов: 244