Резисторы в ИМС создаются на основе базового слоя.

В схеме использован диод смещения затвора ПТУП на основе перехода база-эпитаксиальный слой и применяется однослойная металлизация.

В качестве основы для разрабатываемой ИМС была использована физическая структура ИМС истокового повторителя, которая изготавливалась на предприятии ОАО «Орбита», г. Саранск.

Выбор физической структуры был обусловлен тем, что:

1. В микросхемах рабочие напряжения не превышают 2 В.

2. Параметры физической структуры разрабатываемой ИМС приблизительно соответствуют параметрам ИМС истокового повторителя.

3. Минимальная проектная норма - 3 мкм.

Технологический маршрут изготовления и нормы на контролируемые параметры ИМС истокового повторителя приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Маршрут изготовления и нормы на контролируемые параметры ИМС истокового повторителя. Подложка 480 КДБ10 Ш100 мл

4 Разработка эскиза топологии ИМС истокового повторителя

При создании эскиза топологии разрабатываемой ИМС использовались топологии двух микросхем: 1 - ИМС производства ОАО «Орбита», г. Саранск; 2 - ИМС производства ОАО «НИИМЭ и «Микрон» г. Зеленоград. В качестве эскиза топологии разрабатываемой ИМС предлагается топология ИМС истокового повторителя производства ОАО «Орбита». Эскиз топологии разрабатываемой ИМС приведен в приложении А.

Принципиальная схема ИМС 1 содержит следующие элементы: VT₁ - полевой транзистор, VD₁ - диод, R₁, R₂ - резисторы. Принципиальная схема ИМС 2 содержит: VT₁ - полевой транзистор, VD₁ - диод, R₁ - резистор. Таким образом, принципиальная схема ИМС 1 отличается от ИМС 2 числом резисторов. В первой схеме их два: R₁ = 4,8 кОм; R₂ = 10,6 кОм, а во второй один: R₁ = 25 кОм.

Различия между ИМС существуют и в топологии. Топология этих микросхем различается по конструкции основного активного элемента - ПТУП. В ИМС 1 применена конструкция ПТУП шахматного типа, в то время как в ИМС 2 полевой транзистор выполнен в виде гребенчатой структуры. Также наблюдаются различия в конструкции резисторов.

Разрабатываемая ИМС выполняется по биполярной технологии, она имеет 4 вывода на кристалле: 1 - напряжение питания, 2 - выход, 3 - общий, 4 - вход.

Размеры кристалла разрабатываемой ИМС 0,71Ч0,71 мм.

5 Анализ организации дипломного проекта и расчета затрат,

5.1 Организационная часть

В процессе выполнения дипломного проекта определим рациональность своего труда. Для этого необходимо сопоставить запланированное время на проектирование ИМС и оформление дипломного проекта с фактически затраченным. На первом этапе составим план работы, определим исполнителей и рассчитаем плановую трудоемкость выполнения отдельных этапов работы, рассчитаем удельный вес каждого этапа в общем времени, отведенном на дипломное проектирование. А затем проведем аналогичные расчеты по фактическим данным. Результаты расчетов приведены в таблице 5.1 [9].

Таблица 5.1 - Трудоемкость работы

Из данной таблицы видно, что фактическая трудоемкость составила 519 человекочасов, что на 21 час меньше запланированной.

Отклонения произошли на 2-м, 3-м, 4-м и 8-м этапах. На обзор литературы по тематике проекта было потрачено времени немного меньше, чем было запланировано, что объясняется наличием необходимых библиографических источников в сети «Интернет». Больше времени потребовалось для снятия зависимостей и характеристик, и меньше для анализа и обработки результатов эксперимента. Оформление дипломного проекта заняло немного меньше времени ввиду модернизации компьютера.

5.2 Экономическая часть

Затраты, связанные с проектированием и моделированием схемы рассчитываются по смете, которая включает следующие статьи:

Материалы (в том числе затраты на электроэнергию).

Расходы на оплату труда.

Единый социальный налог.

Амортизационные отчисления.

Прочие расходы.

Затраты на материалы рассчитываются по формуле:

З_М = С_М + С_ЭЛ, (86)

где С_М - стоимость материалов, руб;

С_ЭЛ - стоимость электроэнергии, руб.

Расчет стоимости материалов приведен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Расчет стоимости материалов

Стоимость материалов составила 2190,24 рублей.

Стоимость расходов на электроэнергию вычисляется по формуле:

,(87)

гдеW - потребляемая мощность оборудования, кВт;

C_ЭН - стоимость 1 кВт.ч энергии (с учетом НДС, руб.);

t - время работы оборудования, ч.

Расчет затрат на электроэнергию определяется исходя из мощности оборудования, времени его работы и стоимости 1 кВт.ч энергии. Для проведения моделирования ИМС был использован компьютер Intel Celeron 333 MHz.

Стоимость 1 кВт.ч энергии для данного дипломного проекта составила 1,18 руб. с НДС по 30 марта и с 1 апреля - 1,63 руб. с НДС. Расчет затрат на электроэнергию приведен в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Расчет затрат на электроэнергию

Затраты на электроэнергию составили 98,12 рублей.

Итого затраты на материалы согласно формуле (86) составляют:

2190,24 + 98,12 = 2288,36 руб.

2. Расчет расходов на оплату труда.

Самое непосредственное отношение к написанию дипломной работы имеют студент-дипломник, руководитель на кафедре (к.ф.-м.н.), консультант по БЖД и консультант по организационно-экономической части.

Рассчитаем для каждого из них среднечасовую ставку по формуле:

,(88)

где ЗП - заработная плата исполнителя за месяц (складывается из суммы оклада, должностных начислений и премий);

t - количество рабочих часов в месяц (t = 90 ч в месяц).

Данные для расчета суммы расходов на оплату труда приведены в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Расходы на оплату труда

Расходы на оплату труда составили 2635,03 рублей, из них наибольшие расходы на оплату труда составили: 1641,62 рублей - студенту-дипломнику; 960,00 рублей - руководителю дипломного проекта.

3. Расчет единого социального налога.

Сумма отчислений на социальные нужды рассчитывается как процент от расходов на оплату труда людей, занятых в работе над дипломным проектом. Результаты расчетов по единому социальному налогу приведены в таблице 5.5.

Таблица 5.5 - Отчисления на единый социальный налог

Отчисления на единый социальный налог составили 938,07 рублей, из них наибольшие составляют отчисления в Пенсионный фонд, 737,81 рублей.

4. Расчет амортизационных отчислений.

Сумма амортизационных отчислений рассчитывается по формуле:

А_АМ = C_М.Ч · t, (89)

где C_М.Ч - стоимость одного машино-часа работы оборудования и установок, руб.;

t - время работы машин, установок и другого оборудования в процессе дипломного проектирования, ч.

Стоимость одного часа работы машин и оборудования рассчитывается по формуле:

,(90)

гдеЦ - стоимость оборудования;

Т_ч.дн - количество рабочих часов в день;

Т_дн.г - количество рабочих дней в году ( для расчетов примем 280 дней);

Т_{сл -} срок службы оборудования.

Расчет сумм амортизационный отчислений приведен в таблице 5.6.

Таблица 5.6 - Расчет сумм амортизационных отчислений

Сумма амортизационных отчислений составила 281,58 рублей, из них наибольшие составили амортизационные отчисления компьютера, 248,50 рублей.

5. Прочие расходы.

В эту статью включаются расходы на канцелярские принадлежности, необходимые для оформления дипломной работы (таблица 5.7).

Таблица 5.7 - Расчет прочих расходов

Сумма прочих расходов составила 219,00 рублей.

Составим смету затрат на выполнение дипломной работы, используя данные расчетов затрат по каждому элементу. Результаты представим в таблицу 5.8.

Таблица 5.8 - Смета затрат

Общая сумма затрат на выполнение дипломного проекта составила 6362,04 рублей. Наибольший удельный вес (41,42 %) в смете затрат занимают расходы на оплату труда, затем - расходы на материалы (35,97 %). Сумма затрат по данным статьям не может являться слишком высокой. Затраты на выполнение дипломной работы можно считать обоснованными, так как в результате проектирования ИМС уменьшилась стоимость кристалла ИМС. Поэтому, уменьшатся и затраты на изготовление ИМС, а значит ее производство будет выгодным с экономической точки зрения.

6 Анализ опасных и вредных факторов при работе с ПЭВМ

В настоящее время стремительно растет число специалистов, в работе которых часто используется персональный компьютер. Однако, несмотря на все удобства и достоинства работы с персональным компьютером имеются также и вредные факторы при работе с ПЭВМ, влияющие на организм человека [10].

Многочисленными исследованиями российских и зарубежных специалистов доказано, что важнейшим условием безопасности человека перед экраном является правильный выбор визуальных параметров дисплея и светотехнических условий рабочего места.

Работа с дисплеями - и это доказано однозначно - при неправильном выборе яркости и освещенности экрана, контрастности знаков, цветов знака и фона, при наличии бликов на экране, дрожании и мелькании изображения - приводит к зрительному утомлению, головным болям, к значительной физиологической и психической нагрузкам, к ухудшению зрения. Особенно серьезные последствия отмечаются у детей, часами играющих на компьютерах [11].

Визуальные параметры и световой климат определяют зрительный дискомфорт, который может проявляться при использовании любых типов экранов дисплеев - на электроннолучевых трубках, жидкокристаллических, газоразрядных, электролюминесцентных панелях или на других физических принципах.

В новых Государственных стандартах России (ГОСТ Р 50948-96. «Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности» и ГОСТ Р50949-96. «Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргономических параметров и параметров безопасности») и в утвержденных и введенных в действие санитарных правилах и нормах СанПиН 2.2.2.542-96. «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы», гармонизированных с международным и европейским стандартами, установлены требования к двум группам визуальных параметров:

Первая группа: яркость, контраст, освещенность, угловой размер знака и угол наблюдения;

Вторая группа: неравномерность яркости, блики, мелькание, расстояние между знаками, словами, строками, геометрические, и нелинейные искажения, дрожание изображения и т. д. (всего более 20 параметров).

Однако не только конкретное значение каждого из перечисленных параметров определяет эргономическую безопасность. Главное, совокупность определенных сочетаний значений основных визуальных параметров, отнесенных к первой группе. Можно утверждать, что каждому значению рабочей яркости соответствуют определенные значения освещенности, углового размера знака (расстояния наблюдения), угла наблюдения, обеспечивающие оптимальные условия работы. И так для каждого из этих визуальных параметров.

Существенно влияет на зрительный дискомфорт выбор сочетаний цветов знака и фона, причем некоторые пары цветов не только утомляют зрение, но и могут привести к стрессу (например, зеленые буквы на красном фоне).

Визуальные параметры дисплеев могут быть также улучшены путем установки специальных антибликовых контрастирующих фильтров.

От значения коэффициента пропускания фильтра и коэффициента зеркального отражения зависит контрастность изображения, интенсивность бликов от внешних источников света и заметность мельканий, т. е., в конечном счете, зрительное утомление. В электронно-лучевых трубках передовые фирмы мира начали использовать с теми же целями темные стекла, чернение зазоров между ячейками люминофоров, антибликовые покрытия.

Электронно-лучевая трубка монитора является потенциальным источником рентгеновского излучения, однако, уровень излучения очень низок из-за поглощения лучей стеклом, расположенным в передней части электронно-лучевой трубки монитора.

Все мониторы, соответствующие требованиям безопасности, снабжаются специальной схемой защиты пользователя в случае неисправности. Если напряжение на аноде становится слишком высоким, уровень рентгеновского излучения может повыситься. Поэтому мониторы снабжаются разрядниками, которые обеспечивают стекание энергии на землю в том случае, если напряжение становится избыточным. Иногда, особенно в условиях влажности, эта схема самопроизвольно срабатывает и вызывает помехи. Это проявляется как мгновенное «сворачивание» и последующее восстановление изображения.

Электробезопасность предусматривает исключение возможности поражения человека электрическим током. При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является ток, проходящий через его тело. При этом степень отрицательного воздействия тока на органы человека увеличивается с ростом тока. Вместе с тем исход поражения определяется и длительностью воздействия тока, его частотой, а также некоторыми другими факторами. Сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через человека.

Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения, называется ощутимым током, а его минимальное значение пороговым ощутимым током [12].

Увеличение тока сверх порогового ощутимого вызывает у человека судороги мышц и неприятные болезненные ощущения, которые с ростом тока усиливаются и распространяются на все большие участки тела.

Электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называется не отпускающим током, а наименьшее его значение - пороговым не отпускающим током. Средние значения пороговых не отпускающих токов составляют: для мужчин 16 мА при 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин (соответственно) 11 мА, 50 мА, для детей 8 мА, 40 мА.

Для обеспечения электробезопасности при работе с электрооборудованием, питающимся от трехфазной четырехпроводной сети применяется защитное зануление.

Опасность поражения током при прикосновении к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус или по другим причинам, может быть устранена быстрым отключением поврежденной электроустановки от питающей сети и вместе с тем снижением напряжения корпуса относительно земли. Этой цели служит зануление, принципиальная схема которого в сети трехфазного тока показана на рисунке 20.

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевым защитным проводником, называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухо заземленной нейтральной точкой источника тока или ее эквивалентом. Эквивалентом нейтральной точки источника тока могут быть: средняя точка источника постоянного тока, заземленный вывод источника однофазного тока и т.п.

Рисунок 20 - Принципиальная схема защитного зануления

Принцип действия зануления - превращения замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. между фазным и нулевым защитным проводниками) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или автоматы, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания.

Заключение

1. О слухе. Причины снижения слуха и методы выявления / Сурдотехника // http://www.DeafNet.ru. - 1999-2003

2. Меллор Д. / Микрофонные технологии // www.era.ru. - 2002

3. Согласующие ИС для миниатюрных электретных микрофонов / В.Б.Вяхирев, В.А.Гудков и др. // Электронная промышленность. - 1995. - №6. - С. 33 - 35.

4. Massobrio G., Antognetti P. Semiconductor Device Modeling with SPICE. Second Edition. McGraw-Hill, Inc. 1988. - 479 p.

5. ТУ на микросхемы интегральные бескорпусные типа П-94. - 1994.

6. ОКР «Сюлгам». 4-х выводная бескорпусная ИМС n-канального истокового повторителя типа П-94. - 1994.

7. Падеров В.П., Владимиров Д.П., Никитанов С.В. Расчет параметров модели полевого транзистора в ИМС истокового повторителя для слухового аппарата // Электроника и информационные технологии - 2002: Сборник научных трудов. - Саранск: СВМО, 2002. - С. 147 - 152.

8. Разевиг В.Д. Система проектирования OrCAD 9.2. - М.: Солон-Р, 2001. - 528 с.

9. Мелькина Н. Н. Методические указания к технико-экономическому обоснованию дипломных проектов. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2003. - 28 с.

10. Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Под общ. ред. С.В. Белова. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 1999. - 448 с.

11. Пермогоров А. / О мониторах // Компьютеры от СПТК. - www.sptc.ru. - 2000

12. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергия, 1979. - 408 с.