Чтобы избежать попадания гармоник несущей и других нежелательных сигналов на вход усилителя мощности, используют буферный усилитель, а также развязывающие цепи и экранирование.

8.5. ПОМЕХИ И ИХ ПОДАВЛЕНИЕ В МИКРОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЕ

При рассмотрении помех, возникающих* в микроминиатюрной и микроэлектронной аппаратуре, будем исходить из следующей классификации схем: схемы с дискретными компонентами, тонкопленочные схемы, схемы на основе полупроводниковой технологии.

При миниатюризации схем на дискретных компонентах используется широкое разнообразие типов конструкций: от межплатных (cordwood) и сотовых функциональных узлов до плоских микромодулей с микроминиатюрными обычными или специально сконструированными компонентами.

. В одну из конструкций входят так называемые таблеточные компоненты, представляющие собой набор композиционных и пленочных резисторов и керамических или танталовых конденсаторов стандартных размеров. Такие компоненты устанавливаются в углубления основания. Из трех перечисленных типов конструкций, используемых в микроэлектронике, устройства на дискретных компонентах характеризуются наибольшим разнообразием решений и наибольшей ремонтопригодностью.

Однако, поскольку эти устройства требуют большого числа соединений, их надежность относительно низкая. Стоимость же даже при крупносерийном производстве оказывается больше, чем у схем двух других типов.

Тонкопленочные схемы состоят из тонких пленок проводящего или изоляционного материала, нанесенного на стеклянную или керамическую подложку, с помощью которых образуются пассивные элементы и контактные поверхности. Такая конструкция накладывает большие ограничения на реализуемые значения сопротивления, емкости и индуктивности (относительно тех, которые можно получить на дискретных компонентах). Пока не существует удовлетворительных методов получения необходимых значений индуктивности с помощью тонкопленочной технологии. Это ограничение преодолевают.

Рис. 8.17, Паразитная связь через шассн.

создавая либо специальйые Трййзисторйые устройства, которые реализуют функцию индуктивности, либо такие схемы, которые не требуют индуктивностей. Однако там, где это невозможно, применяют гибридную технологию, при которой в пленочную схему вводят дискретную микроминиатюрную катушку. Тонкопленочные схемы обеспечивают меньшие стоимость, габариты, массу и более высокую надежность, чем соответствующие схемы на дискретных koMnoHeHTax.

При использовании полупроводниковой технологии функциональные устройства образуются из отдельных

операционных схем, выполненных на основе кристалла полупроводника с помощью диффузии, эпитаксиальной технологии, печати и других методов.

Если требуемые параметры микросхем не могут быть обеспечены с помощью чисто полупроводниковой технологии, ее сочетают с тонкопленочной технологией или даже применяют дискретные компоненты. В полупроводниковых интегральных схемах диффузионного типа элементы схем образуются окислением кристалла кремния, удаления там, где это необходимо, окиси с помощью масок и затем диффузии в не защищенные окисью кремния участки соответствующих примесей.

Влияние конструктивно-технологических параметров миниатюризации на ЭМС. Малые геометрические размеры элементов ухудшают их ЭМС из-за возникновения нежелательных связей через паразитные проводимости элементов схем и наводок, обусловленных электрическими и магнитными полями.

Протекание токов через общие для ИП и РП проводимости (паразитные) служит источником помех (рис. 8. 17). В первом приближении можно считать, что для схем, построенных на миниатюрных дискретных компонентах (за исключением межплатных и сотовых конструкций), относительные значения паразитных проводи-мостей прямо пропорциональны . относительным линейным размерам, поэтому уменьшение линейных размеров практически не сказывается на ЭМС. Действительно,

при микроминиатюризаций элементов схем (т. е. ИП и РП), если материалы и их толщины не изменяются, то уровень помех уменьшается быстрее, чем линейные размеры элементов. Однако если используется тот же ма-териал. но толщина проводников уменьшается пропорционально линейным размерам, то уменьшения паразитной связи ожидать не следует,- так как проводимость, за счет которых такая связь образуется, не изменяются.

Применение межплатных и сотовых конструкций по- -зволяет уменьшить взаимосвязь цепей за счет уменьшения длины проводников.

В случае тонкопленочной технологии уровень помех в цепях за счет общих проводимостей может значительно возрасти не только из-за уменьшения линейных размеров (толщины проводников), но и из-за влияния поверхностного сопротивления пленок.

Повышение уровня помех в полупроводниковых интегральных схемах связано как с применением специфических материалов, используемых для соединений, так и с высоким сопротивлением полупроводникового материала.

Наводки, возникающие в цепях, можно разделить на три типа: внутримодульные, межмодульные и аппаратурные. Рассмотрим влияние уменьшения линейных размеров элементов при внутримодульных магнитных взаи- модействиях.

Степень воздействия источника магнитного поля, если он имеет форму витка (петли), пропорциональна его площади (т. е. квадрату линейных размеров). То же относится и к рецептору магнитного поля. С другой стороны, при расстояниях, характерных для расположения элементов в пределах одного модуля, можно принять, что напряженность магнитного поля на рецепторе обратно пропорциональна третьей степени линейных размеров. Таким образом, при уменьшении линейных размеров влияние внутримодульных магнитных взаимодействий уменьшается.

Влияние электрических полей связано с наличием паразитных емкостей между элементами схемы, обратно пропорциональных линейным размерам* этих элементов. Поэтому это влияние оказывается большим, чем в схемах на дискретных компонентах.

Миниатюризация аппаратуры приводит к тому, что отдельные модули располагаются весьма близко один