Methodology for modeling the temperature stability of the B19K resistor blocks in SPICE simulators

Abstract

Методология моделирования температурной стабильности резисторных блоков Б19К в SPICE-подобных симуляторахПриведена методология моделирования температурной стабильности резисторных блоков Б19К в программном комплексе Cadence OrCAD. Показан характер температурной зависимости сопротивления резистивных элемен-тов на примере шести образцов резисторных блоков. Определены необходимые и достаточные физические па-раметры для синтеза адекватной SPICE-модели с позиции температурной стабильности. Проведено тестовое схемотехническое моделирование одного из образцов резисторного блока Б19К. Ключевые слова: температурная стабильность, бортовая радиоэлектронная аппаратура, температурный коэф-фициент сопротивления, резисторный блок, SPICE модель, OrCAD. doi: 10.21293/1818-0442-2017-20-2-49-54 Одним из показателей качества космических аппаратов и систем, требования к которым постоян-но возрастают, является срок активного существо-вания [1]. На значение срока активного существова-ния влияют различные факторы, среди которых су-щественное значение имеет температурный режим функционирования, в частности температурная ста-бильность радиоэлектронной аппаратуры.В номенклатуре ЭРИ, разрешенных к примене-нию в бортовой космической радиоаппаратуре, дос-таточно распространены резисторные блоки с пла-нарными выводами семейства Б19К. Блоки Б19К мощностью рассеяния до 1 Вт предназначены для работы в электрических цепях постоянного, пере-менного токов и в импульсных режимах. В зависи-мости от конструкции и электрической принципи-альной схемы блоки изготавливают одного типа, трех видов и тридцати четырех вариантов [2].Цель настоящего исследования -совершенст-вование методологии синтеза адекватных математи-ческих моделей резисторных блоков Б19К с позиции температурной стабильности.Задачи исследования: -установление законов изменения температур-ного коэффициента сопротивления для семейства резисторных блоков Б19К;-выделение физических параметров резистор-ных блоков Б19К, необходимых и достаточных для синтеза SPICE-модели; -тестовое схемотехническое моделирование резисторного блока Б19К.В работах отечественных ученых В.Н. Леухина, Ю.В. Кандырина, В.Г. Спирина и др. рассматрива-лись вопросы проектирования и технологии пленоч-ных резисторных блоков. Так, в [3] проведен анализ влияния различных видов подгонки величины со-противления и последующих технологических опе-раций на стабильность сопротивления толстопле-ночных резисторных блоков типа Б19М. В [4] рас-смотрена методика и принципы построения САПР резисторных сборок для промышленного и частного применения. Работа [5] посвящена исследованию влияния адгезионного слоя на температурную ста-бильность тонкопленочного резистора. Однако ме-тодологические вопросы синтеза адекватных мате-матических моделей резисторных блоков с позиций температурной стабильности в должной мере еще не исследованы.Широко распространена классическая методика экстракции параметров SPICE-моделей по справоч-ным данным, представленным в табулированном или графическом виде [6]. К достоинствам методики можно отнести простоту реали...