功放器件降额设计规范培训讲解

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跟我学元器件降额使用指南

跟我学元器件降额使用指南电源网讯什么要降额使用元器件？因为如果元器件的工作状态不超过供应商提供的规格书上的指标。

那么可以实现全寿命工作。

降额使用，可以提高产品的可靠性。

降额使用规则的制订，是依据最差工况(worst case)来制定的。

处于最差工况工作的元件，是实际寿命达不到额定寿命的重要因素。

最差状况，就是元件工作时承受着最大应力的工作状况。

这种情况一般由外部环境的参数比如温度、电压、开关次数、负载等条件中的一种或多种组合而成。

这些应力的边界条件一般在元件的规格书中都是给出来的。

一个良好的设计，是应该根据最差工况时，元件的设计风险来评估设计的可靠性的。

风险评估同时可以确定失败的原因、潜在的风险、失败的概率、后果的严重性等。

要制定降额使用规范，就要进行worst case下的失败风险评估。

要进行风险评估，就要建立加速实验模型。

要是风险评估按照正常使用时间来做的话，等到评估完了，市场份额早就被瓜分完了。

模型的准确性，将严重影响风险评估的结果。

要精确保证模型的准确性，那又是一门大学问了。

在我们这里，就定性的简单分析一下吧。

加速试验的加速因子，一般遵循阿累尼乌斯定律：其中：A 加速因子Ea 活化能K 波尔兹曼常数，8.63E-5 eV/KT 绝对温度如果加速因子对应某个要降额条件下的值是已知的，那么可以用下面的公式来计算其他情况下的寿命。

其中：T 温度，以摄氏度为单位Tref 参考降额使用温度，以摄氏度为单位tref 参考使用寿命，单位KHrs(千小时)t 使用寿命，单位KHrs(千小时)A 每10摄氏度加速因子举个例子：一个元件在90摄氏度下的寿命是30KHrs，加速因子A约等于2每10摄氏度，那么在什么温度下，元件的寿命就变成了20KHrs呢？一、集成电路因为集成电路的复杂性和保密性，一般我们只能根据半导体结温来推断集成电路的可靠性了。

我们通常规定：1，最大工作电压，不超过额定电压80%2，最大输出电流，不超过额定电流75%3，结温，最大85摄氏度，或不超过额定最高结温的80%二、二极管二极管种类繁多，特性不一。

第6章元器件降额设计(2015)

本章内容提要12345v降额设计的定义与目的§定义：降额设计就是将元器件在使用中所承受的应力(电、热、机械应力等)低于其设计的额定值；§目的•通过限制元器件所承受的应力大小，降低元器件的失效率，提高使用可靠性；•若元器件一直在额定应力下工作，其性能退化速率较快，降额设计能延缓其参数退化，增加工作寿命；•使设计有一定安全的余量。

v应力：在贮存/运输和工作中对于元器件产品的功能产生影响的各种外界因素，统称为应力。

常遇到的有：§电应力：指元器件外加的电压/电流及功率等;§温度应力：指元器件所处的工作环境的温度;§机械应力：指元器件所承受的直接负荷、压力、冲击、振动、碰撞和跌落;v 元器件工作时承受的电/热应力越高,器件的失效率越高。

v 金属膜电阻器基本失效率随工作电应力的变化（工作温度为40℃）0.050.1λb(10-6/h -1)环境温度（℃）金属膜电阻器基本失效率曲线降额设计的发展v元器件降额设计在先进国家起步比较早，我国在80年代初期开展了该项工作；v1984年1月，航天部在国内率先颁布了元器件的可靠性降额准则QJ417-88；v1993年9月该标准上升为GJBZ35-93《元器件降额准则》；本章内容提要12345降额设计的工作过程降额设计的工作过程：②确定降额等级③确定降额参数④确定降额因子①确定降额准则⑤降额计算及分析①确定降额准则v降额准则是降额的依据和标准。

v国产电子元器件§GJB/Z35-93 《元器件降额准则》v国外元器件参考§《元器件可靠性降额准则》(美国波音宇航公司为罗姆航空发展中心编制)§《电子元件降额要求和应用准则》欧空局②确定降额等级v 降额等级表示设备中元器件降额的不同范围；v 我国国军标GJB/Z35-93《元器件降额准则》—3个等级较低中等较高增加的费用容易一般较难设计实现难易系统或设备的尺寸、重量增加不大系统或设备的尺寸、重量增加不大系统或设备的尺寸、重量将有显著增加需交付较高的维修费用由于费用和技术原因，设备失效后无法或不宜维修故障设备可迅速、经济地加以修复且采用了某些专门的设计且采用新技术、新工艺的设计设备采用成熟的标准设计有高可靠性要求对设备有高可靠性要求设备的失效不会造成人员和设施的伤亡和破坏设备的失效将可能引起装备与保障设施的损坏设备的失效将导致人员伤亡或装备与保障设施的严重破坏适用性较小适中最大可靠性改善最小中等最大降额程度III 级II 级I 级降额等级②确定降额等级§GJB/Z35对不同类型装备推荐应用的降额等级§美国罗姆空军发展中心(RADC)对不同应用范围推荐的降额等级应用范围降额等级最高最低航天器与运载火箭战略导弹战术导弹系统飞机与舰船系统通信电子系统武器与车辆系统地面保障设备I I I I I I III II III III III III III环境降额等级地面飞行空间导弹发射III II I I③确定降额参数v降额参数§影响元器件失效率的有关性能参数和环境应力参数；v确定原则§首先应符合某降额等级下各项降额参数的降额量值的要求；§在不能同时满足时，尽量保证对关键降额参数的降额；例一：集成电路的降额参数有电源电压、输入电压、输出电流、功率、最高结温等。

元器件降额设计方法培训需求

元器件降额设计方法培训需求在现代电子产品的设计过程中，元器件的降额设计方法是至关重要的一环。

元器件的降额设计是指在电子产品设计中，针对元器件性能指标的过高、过低或过于精确，需要进行调整，使其满足设计要求的一种设计方法。

元器件的降额设计方法可以通过选用性能更好的元器件来实现。

对于某些特殊性能要求较高的电子产品，如果选择标准的元器件不能满足设计要求，可以通过选用性能更好的元器件来进行降额设计。

这样既能满足设计需求，又能提高产品性能。

元器件的降额设计方法可以通过修改电路参数来实现。

在电子产品设计过程中，通常会根据实际情况对电路参数进行调整，以达到最佳的性能指标。

如果某个元器件的性能超过了设计要求，可以通过适当调整电路参数，将其性能降低到设计要求范围内。

元器件的降额设计方法还可以通过改变信号处理方式来实现。

有时候，某个元器件的性能指标虽然高，但由于信号处理方式不合理，导致整个电子产品的性能指标无法满足设计要求。

此时可以通过改变信号处理方式，优化元器件的使用条件，从而实现降额设计。

另外，元器件的降额设计方法还可以通过加入补偿电路来实现。

有时候，某个元器件的性能指标无法满足设计要求，但又难以通过其他方法进行调整。

此时可以设计一定的补偿电路，来弥补元器件的性能不足，从而实现降额设计。

元器件的降额设计方法还需要考虑成本因素。

在电子产品设计过程中，成本是一个重要的考虑因素。

如果某个元器件的性能超过了设计要求，但价格过高，不符合产品的定位，也需要通过降额设计来选择合适的元器件。

综上所述，元器件的降额设计方法在电子产品设计中具有重要的意义。

通过选用性能更好的元器件、修改电路参数、改变信号处理方式、加入补偿电路等方法，可以实现元器件的降额设计，从而满足设计要求并控制成本。

在实际的设计过程中，设计人员需要根据具体情况选择合适的降额设计方法，以保证产品的性能和质量。

元器件降额指南

附 61
可供参考。但研究了它们的结构和材料，作出降额的工程判断 (表 C5-1 中的 C 类)。
表 C5-1 降额量值研究的基础
降额工作基础分类 A B C
元器件类别
集成电路，半导体分立器件，电阻器，电位器，电容器电感元件，继电器，开关，旋转电器，电连接器，线缆，灯泡，电路断路器，保险丝电真空器件，晶体，声表面波器件，激光器件，纤维光学器件
降额可以有效地提高元器件的使用可靠性，但降额是有限度的。通常，超过最佳范围的更大降额，元器件可靠性改善的相对效益下降，见附录 C_A。而设备的重量、体积和成本却会有较快的增加。有时过度的降额会使元器件的正常特性发生变化，甚至有可能找不到满足设备或电路功能要求的元器件，过度的降额还可能引入元器件新的失效机理，或导致元器件数量不必要的增加，结果反而会使设备的可靠性下降。
附 64
C6.2.1 晶体管反向电压、电流、功耗的降额准则晶体管反向电压、电流、功耗的降额准则见表 C6-5。其中： a. 反向电压从额定反向电压降额； b. 电流从额定值降额； c. 功率从额定功率降额。
表 C6-5 晶体管反向电压、电流、功率降额准则
降额参数
降额等级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
反向电压 1）
0.60 0.502）
线性集成电路及数字集成电路的降额计算示例见附录 C_B 中 C_B1 条。
C6.2 晶体管降额准则
晶体管按结构可分为双极型晶体管、场效应晶体管、单结晶体管等类型；按工作频率可分低频晶体管、高频晶体管和微波晶体管；按耗散功率可为小功率晶体管和大功率晶体管（简称功率晶体管）。所有晶体管的降额参数是基本相同的，它们是电压、电流和功率。但对 MOS 型场效应晶体管、功率晶体管和微波晶体管的降额又有特殊的要求。

器件应力降额及关键用法规范(V3[1].0)

器件应力降额及关键用法规范 ...................................................... ‘‘第一部分总则 (3)1 前言 (3)2 目的 (3)3 适用范围 (3)4 关键词 (3)5 引用/参考标准或资料 (4)6 产品典型工作区、短时稳态工作区、极限瞬态工作区定义 (4)7 偏离降额的说明 (7)第二部分应力降额及关键用法规范内容 (8)第一章低压电器类器件 (9)1.1 接触器降额与关键用法规范 (9)1.2 低压断路器降额与关键用法规范 (14)1.3 刀开关降额与关键用法规范 (20)1.4 电源小开关降额及关键用法规范 (23)1.5 信号小开关降额及关键用法规范 (25)1.6 熔断器降额及关键用法规范 (27)1.7 电连接器降额及关键用法规范 (31)1.8 风扇降额及关键用法规范 (34)1.9 温度继电器降额及关键用法规范 (37)1.10 电磁继电器降额及关键用法规范 (39)第二章电磁元件 (43)2.1电磁元件降额规范 (43)第三章其它 (46)3.1 电源模块降额及关键用法规范 (46)3.2 液晶显示模块降额及关键用法规范 (49)3.3 晶体谐振器降额与关键用法规范 (52)3.4 晶体振荡器降额与关键用法规范 (55)3.5 蜂鸣器降额及关键用法规范 (58)第三部分附录1：器件降额系数速查总表 (61)第四部分附录2：关键用法速查总表 (73)第一部分总则1 前言《器件应力降额及关键用法规范》是本公司产品可靠性设计所必须依据的重要的基础规范之一。

通过对应用于产品中的器件应力（电应力、热应力）的降额系数的规定，以及设计上关键用法的查检，达到降低器件失效率、提高器件使用寿命、增强对供方来料质量的适应性、以及对产品设计容差的适应性的目的，从而提高产品可靠性水平。

适当的器件应力降额不仅可以提高产品的可靠性，同时还有助于使产品寿命周期费用最低。

5-可靠性设计-降额设计

1 概述
施加在电子元器件上的电应力，热应力大小直接影响电子元器件的失效率高低。爱林（Erying）模型，用来描述承受两种不同应力的寿命模型，其中一种应力为温度。其一般形式为
寿命 τ=A/SnB exp(Ea/kT)
许多物理现象和化学反应过程，除了温度有关外，还与很多非温度应力如电压、湿度、机械应力等密切相关，这时，需要用Eyring模型。它是一种反应速度论模型，它描述了温度、电压等多种应力和寿命之间的关系。
1.0
2.14×10-1 2.9×10-2 8.26×10-3 1.76×10-3 2.4×10-4
1.0
3.44×10-1 8.68×10-2 3.16×10-2 1.24×10-2 3.15×10-3
CA固定钽电容器
1.0
1.5×10-1 6.9×10-3 2.3×10-3 1.38×10-3
-
2.3 半导体光电器件
•高结温和结点高电压是影响可靠性最重要应力，结温受结点电流或功率的影响。 •应对其结温、电压、电流进行降额。 •如同上述器件一样，如不满足结温降额要求，可对其电压、电流进一步降额。
2 主要电子元器件降额应力选取
2.4 集成电路
•在集成电路芯片导体断面上的电流密度很大，致使结温很高，加速了金属迁移过程及化学反应。 •其降额应从降低结温方面考虑。诸如减少实用功率、瞬态电流，工作频率应低于额定频率，同时应考虑实施有效的热传递。 •对于线性电路主要降低电源电压（容差）、频率、输出电流、结温。 •对于大规模集成电路，由于内部参数通常允许的变化范围很小，应着重改进其封装散热方式，以降低器件的结温，尽可能降低其输入电平及输出电流和工作频率。
1 概述
降额是有限度的。超过最佳范围的更大降额，可靠性改善的相对效益下降。而设备的重量、体积和成本会较快增加。过度降额会使元器件的正常特性发生变化。过度降额还可能引入新的失效机理，反而使设备的可靠性下降。不能用降额补偿的方法解决低质量元器件的使用问题。

元器件降额设计方法培训需求

元器件降额设计方法培训需求一、引言在电子产品设计中，元器件降额设计是一项关键的工作。

通过合理降低元器件的规格参数，可以达到降低成本、提高可靠性和简化设计的目的。

本文将介绍元器件降额设计的方法和技巧，帮助读者更好地掌握这一技能。

二、元器件降额设计的意义元器件降额设计是指在满足产品性能要求的前提下，选择更低规格的元器件，以降低成本或其他目标的设计方法。

降低元器件规格参数可以在不影响产品性能的情况下，减少元器件的尺寸、功耗、重量和价格等，从而提高产品竞争力。

三、元器件选型原则在进行元器件降额设计之前，首先需要明确产品的性能要求和可靠性要求。

根据这些要求，可以确定元器件选型的原则。

1. 合理权衡性能与成本在选型时，需要综合考虑元器件的性能和成本之间的关系。

一方面，要确保元器件的性能能够满足产品的需求；另一方面，要选择成本适中的元器件，以降低产品的制造成本。

2. 优先选择主流产品主流产品通常具有更高的可靠性和稳定性，供货渠道更广，维护和替换更方便。

因此，在选型时，应优先选择主流产品。

3. 注重品牌和质量品牌和质量是评估元器件可靠性的重要指标。

优质的品牌通常具有更好的质量控制和售后服务，能够有效降低产品故障率和维修成本。

四、元器件降额设计方法元器件降额设计的方法有多种，下面介绍其中几种常用的方法。

1. 降低元器件的工作频率在产品设计中，往往会设置一定的安全裕度，以确保产品能够在各种不利环境下正常工作。

因此，可以适当降低元器件的工作频率，以减少对元器件性能的要求。

2. 降低元器件的工作电压元器件的工作电压通常有一定的余量，可以适当降低元器件的工作电压，以降低对元器件的要求。

3. 降低元器件的工作温度元器件的工作温度也是一个重要的参数。

通过降低元器件的工作温度，可以减少元器件的功耗和热量，提高元器件的可靠性。

4. 选择代替元器件在元器件降额设计中，可以考虑选择代替元器件。

代替元器件是指在满足产品性能要求的前提下，选择具有相似功能但规格参数更低的元器件。

功放器件降额设计规范培训讲解

式中各个参数含义如下：
失效数/1000000小时
λ р ----- 失效率。指元器件在实际运用状态下工作时的失效率，也称为现场失效率。
λb ----- 基本失效率；指元器件在额定条件下工作时的失效率，也称为额定失效率或通用失效率。 π Q ----- 质量系数； π T ----- 温度应力系数；π T=exp{-1925[1/（TJunction+273）-1/298]} π E ----- 环境系数。
3)也不能超过其最大工作电压，否则有击穿的危险。 4)一般按最高工作电压的75%降额设计使用。 5)当环境温度超过 70°C，必须按照降额曲线图(图1)降额使用。
三、功放关键器件降额设计要求
关键器件参数降额要求：
电容器电压影响电容器寿命，越接近额定电压时影响越大；降额的直流电压值=直流电压+交流峰值电压；电压与寿命有五次幂关系，
一、器件可靠性降额的概念
降额设计的基本方法：
3、降额设计的工作内容：是要确定设备元器件应采用的降额等级、降额参数和降额因子。降额等级表示设备中元器件降额的不同范围；降额参数是指设备中影响元器件失效率的元器件应力参数和环境应力参数；
降额因子(降额系数)是指元器件工作应力与额定应力之比，一般用符号S来表示。
在整个寿命期内，驱动电路应允许光电耦合器电流传输比在降低15％的情况下仍能正常工作。
三、功放关键器件降额设计要求
关键器件参数降额要求：
导线与电缆降额:
导线与电缆主要有三种类型：同轴（射频）电缆、多股电缆和导线。影响电线与电缆可靠性的主要因素是导线间的绝缘和电流所引起的温升。导线与电缆降额的主要参数是应用电压和应用电流。应用指南导线的截面尺寸、韧度和挠性应能提供足够安全的电流负载能力和强度。一般情况下不宜选用过细的导线。聚氯乙烯绝缘的电缆不得用于航空、航海和航天产品上。降额准则：导线与电缆的电流降额要求与其单根导线截面积、绝缘层的额定温度和线缆捆扎导线数有关。导线与电缆电流的降额准则见表33。当导线成束时，每一根导线设计最大电流按公式2或公式3降额：或式中：──一束导线中每根导线的最大电流，A； ──单独一根导线的最大电流，A； N──一束导线的线数。

功率放大器设计与优化原则

功率放大器设计与优化原则功率放大器是电子设备中常用的一种电路，在音频放大、射频信号放大和功率输出等场景中起到重要的作用。

本文将介绍功率放大器的设计与优化原则，以帮助读者更好地理解和运用功率放大器。

1. 功率放大器的基本原理功率放大器是一种将输入信号放大到输出信号的电路。

其基本原理是利用放大器的放大倍数，将输入信号的幅度增加，以获得更大的输出功率。

2. 功率放大器设计的基本要点（1）选择适当的功率放大器类型：常见的功率放大器类型包括B 类、AB类、C类等。

不同类型的功率放大器适用于不同的应用场景，需要根据具体需求选择合适的类型。

（2）合理选择功率放大器的工作点：功率放大器的工作点决定了其在整个工作范围内的输出性能。

合理选择工作点可使功率放大器在最佳工作状态下发挥最大功率放大能力。

（3）保证功率放大器的稳定性：稳定性是功率放大器设计中非常重要的考虑因素。

通过合理的负反馈设计、稳定的电源等手段，可以提高功率放大器的稳定性。

3. 功率放大器的优化原则（1）提高功率放大器的效率：效率是功率放大器设计中的关键指标之一。

有效提高功率放大器的效率可以减少功耗，提高整体系统的能源利用率。

（2）降低功率放大器的失真：失真是功率放大器设计中的一个难题。

通过合理的电路设计、选择合适的元器件等手段，可以降低功率放大器的失真水平，提高音质或信号传输质量。

（3）提高功率放大器的线性度：线性度是功率放大器设计中另一个重要指标。

通过合理的电路设计、使用高线性度的元器件等手段，可以提高功率放大器在不同输入幅度下的线性特性。

（4）减小功率放大器的尺寸和重量：功率放大器通常具有一定的尺寸和重量，这对于一些有特殊要求的应用场景可能会造成不便。

通过采用轻负载设计、高效率元器件等手段，可以有效减小功率放大器的尺寸和重量。

4. 总结本文介绍了功率放大器设计与优化原则的基本要点，包括功率放大器的基本原理、设计的基本要点以及优化原则。

了解和掌握这些原则，对于更好地进行功率放大器的设计和优化具有重要的指导意义。

第2-2元器件降额使用

2.3 元器件降额使用

降额应合理(3)
合理选择降额因子

降额因子一般为0.7-0.8，不宜<0.5 降额过度的后果

增加了整机的成本、体积和重量增加了设计难度减少了电路的动态范围引入新的失效机理功率双极晶体管：电流降额过度使hFE显著下降塑料封装器件：功率降额过度使湿气的影响上升
表2.3 常用元器件的推荐降额范围

频率降额降低时钟频率（微处理器）

1. 电阻器的降额使用电阻器按其功能可分为固定电阻器、电位器、热敏电阻器等。对于固定电阻器和电位器而言，影响其可靠性的最重要应力为电压、功率和环境温度；对于热敏电阻而言，影响其可靠性的应力则主要是功率和环境温度。

2. 电容器的降额使用影响电容器可靠性的最重要应力是电压和环境温度。对于固定纸/塑料薄膜电容器而言，在应用时，交流峰值电压与直流电压之和不得超过其额定值。

3. 半导体器件降额使用可按 GJB/Z35《电子元器件降额准则》对半导体器件合理地降额使用。需要降额的主要参数是结温、电压和电流。半导体器件的降额系数 S 取 0.5 以下，温度低于 50℃。锗管还要低一点。不同的半导体器件，S的定义不一样。

晶体二极管的 S 为平均正向工作电流与 25 ℃时的最大额定正向电流之比。晶体三极管的 S 为实际功率与 25 ℃时的最大额定功率之比。稳压管的 S为实际耗散功率与 25 ℃时最大额定功率之比。光电器件的 S为实际耗散功率与 25 ℃时最大额定功率乘以与最大允许结温有关的修正系数之比。
2.3 元器件降额使用微电子器件的最大额定值

功放测试培训讲义

<-100dB互调失真（在70Vpp,18kHz和20kHz双音测试信号，互调失真成分在2kHz，16kHz和22kHz）。
功放测试培训讲义
28
针对MP3(或DVD）的测试
此MP3这类自播文件的产品时，我们建议用如下方法:
光盘或
MP3或DVD
标准音频文件 (可播音频文件)
音频分析仪
注：标准音频文件在AP仪器随机附带的光盘中有，但必须以CD模式才能读到。内含各种测试用的音频文件。
读取被测通道信号作为结果
2. 设置分析仪为分离ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测试功能。 3. 读取被测通道的数据作为测试结果。如上，右图.
功放测试培训讲义
22
输出阻抗的测试
七、输出阻抗的测试步骤：测试原理：与测普通信号源的内阻原理相同。
V0
R0 V1
R1
1、假定功放输出端为上图的模型，空载时测得的
电压即为 V 0 , 加上一个标准负载 R 1 后，即可测得电平 V 1 , 因此可以计算得出电阻 R 0
Audio Precision
+3 +2.5
+2
+1.5
+1
d +0.5 B
r
+0
A
-0.5
-1
-1.5
-2
-2.5
-3
70
100
200
500
1k
2k
Hz
Sweep Trace Color Line Style Thick Data
Axis Comment
1
1
Green Solid
1
Analyzer.Amplitude A Left

电子元件的降额（精）

电子元件的降额降额这种技术通常用于电力及电子设备中，它使这些设备在低于额定最大值的功耗下运行，它同时考虑到外壳/机体温度、环境温度，以及所采用的冷却机制类型。

在本文中，我们将简要阐述降额的理论背景，以及它的应用方法。

降额可增加零件设计极限与外加应力间的安全裕度，从而为零件提供额外的保护。

通过对电气或电子元件应用降额，可以降低它的退化速率。

结果可提高可靠性及寿命期望。

在直觉上，如果一个元件或系统在其设计极限下运行，则相比于运行应力等于或高于设计极限的情形，其将更为可靠。

从理论上讲，降额的益处可运用负载-强度干涉理论来阐述。

负载-强度干涉通常，失效发生于外加负载超过强度时。

负载与强度应通过一般方式来考虑。

对电子零件而言，“负载”可以指电压、功率，或是内部应力如结温。

“强度”可以指任何抵抗性的物理特性。

某一给定类型的电子元件并不相同。

它们具有强度可变性。

这种可变性源于原材料间及制造过程间的差异。

即使对于材料相同及制造过程相同的元件，仍然会因噪声因素而存在差异，这些因素有如微观材料缺陷，或是单一制造过程内的变动。

因此，元件的强度被视为随机变量。

施加于电子零件的负载如功率、温度或湿度，同样也是随机变量。

因此，人们通常运用统计分布来描述负载与强度。

可以运用两个因子，来分析负载与强度分布的干涉。

这两个因子为“安全裕度”（Safety Margin，SM）与“载荷粗糙度”（Loading Roughness，LR）。

[1]安全裕度的定义如下：其中L 与S 为负载与强度分布的平均值，σL 与σS 为负载与强度分布的标准差。

SM 是负载与强度平均值的相对间距。

载荷粗糙度可通过负载的标准差定义如下：图1-3 给出了三个示例，它们显示了安全裕度与载荷粗糙度间的不同关系。

图1 中的负载与强度分布是不重叠的，这显示的是高可靠性情境，其具有窄的分布、低的载荷粗糙度与高的安全裕度。

图1：具有大SM 与低LR 的不重叠负载与强度分布图2 显示了低的载荷粗糙度与低的安全裕度。

降额设计

声表面波器件
三、降额设计工作过程
之三：确定降额参数 ♣ 上述各类元器件的关键降额参数，可以用作可靠性预
计中元器件应力分析法的应力比参数。
♣ 确定降额参数时，必须注意参数的技术指标，包括参
数工作应力的性质和降额基准值的种类。
工作应力的性质是指工作应力是定值还是交变值；降额基准值的种类指的是降额基准值是额定值还是极限值。
混合集成电路存储器微处理器
大规模集成电路晶体管二极管
三、降额设计工作过程
之三：确定降额参数
对元器件失效率有影响的主要降额参数和关键降额参数对元器件失效率有影响的主要降额参数和关键降额参数
元器件类型电阻器电位器电容器电感元件继电器开关电连接器导线与电缆旋转电器灯泡电路断路器保险丝晶体电真空器件阴极射线管微波管光源纤维光学器件探测器光纤与光缆光纤连接器主要降额参数和关键降额参数电压、功率☆ 、环境温度电压、功率☆ 、环境温度直流工作电压☆、环境温度热点温度☆、电流、瞬态电压/电流、介质耐压、扼流圈电压触点电流☆、触点功率、温度、振动、工作寿命触点电流☆、触点电压、功率工作电压、工作电流☆、接插件最高温度电压、电流☆ 工作温度☆、负载、低温极限工作电压☆、工作电流☆ 电流☆、环境温度电流☆ 最低温度、最高温度☆ 温度☆ 温度、输出功率☆、反射功率、占空比输入功率☆ 输出功率、电流☆、结温反向压降☆、结温环境温度☆、张力、弯曲半径环境温度☆
元器件类型模拟电路数字电路放大器比较器模拟开关电压调整器双极型 MOS型双极型 MOS型双极型 MOS型普通微波普通微波、基准可控硅半导体光电器件主要降额参数和关键降额参数电源电压、输入电压、输出电流、功率、最高结温☆ 电源电压、输入电压、输入输出电压差、输出电流功率、最高结温☆ 频率、输出电流、最高结温☆、电源电压电源电压、输出电流、频率、最高结温☆、电源电压厚、薄膜功率密度、最高结温☆ 频率、输出电流、最高结温☆、电源电压频率、输出电流、扇出、最高结温☆、电源电压最高结温☆ 反向电压、电流、功率、最高结温☆、功率管安全工作区的电压和电流最高结温☆ 电压(不包含稳压管)、电流、功率、最高结温☆ 最高结温☆ 电压、电流、最高结温☆ 电压、电流、最高结温☆

电路设计中的元件降额设计

电路设计中的元件降额设计一、概述降额设计就是使元器件或产品工作时承受的工作应力适当低于元器件或产品规定的额定值，从而达到降低基本失效率（故障率），提高使用可靠性的目的。

20世纪50年代，日本的色摩亮次发现，温度降低10℃，元器件的失效率可降低一半以上。

实践证明，对元器件的某些参数适当降额使用，就可以大幅度提高元器件的可靠性。

因电子产品的可靠性对其电应力和温度应力比较敏感，故而降额设计技术和热设计技术对电子产品则显得尤为重要。

它是可靠性设计中必不可少的组成部分。

下面介绍电子元件的降额技术。

对于各类电子元器件，都有其最佳的降额范围，在此范围内工作应力的变化对其失效率有明显的影响，在设计上也较容易实现，并且不会在产品体积、重量和成本方面付出过大的代价。

当然，过度的降额并无益处，会使元器件的特性发生或导致元器件的数量不必要的增加或无法找到适合的元器件，反而对产品的正常工作和可靠性不利。

二、术语1、应力：在贮存/运输和工作中对于元器件产品的功能产生影响的各种外界因素，统称为应力。

常遇到的有：（ⅰ）电应力：指元器件外加的电压/电流及功率等。

（ⅱ）温度应力：指元器件所处的工作环境的温度。

（ⅲ）机械应力：指元器件所承受的直接负荷、压力、冲击、振动、碰撞和跌落，等等。

（ⅳ）环境应力：指元器件所处工作环境条件下除温度外的其它外界因素，例如：灰尘、温度、气压、盐雾、腐蚀，等等。

（ⅴ）时间应力：指元器件承受应力时间的长短（承受应力时间越长，越易老化或失效。

）2、基本失效率（λь）：指元器件在额定条件下工作时的失效率，也称为额定失效率或通用失效率（一般由元器件制造厂产品目录提供）。

3、失效率（λр）：指元器件在实际运用状态下工作时的失效率，也称为现场失效率。

一般λр﹥λь λр ＝λьΠπī4、降额系数（S）：元器件降额应用时引入一个降额系数，其定义为：降额系数定义实际上与电应力系数的定义相同，故两者可以通用。

三、降额等级在最佳降额范围内，一般又分3个降额等级：1、Ⅰ级是最大的降额，适用于设备故障将会危及安全，导致任务失败和造成严重经济损失情况时的降额设计。

元器件降额设计方法培训需求

元器件降额设计方法培训需求随着科技的不断发展，电子产品在我们生活中的作用越来越重要，元器件作为电子产品的基本组成部分，也扮演着至关重要的角色。

为了提高产品的性能和可靠性，元器件的设计需要考虑到各种因素，其中一项重要的任务就是降低元器件的功耗。

本文将介绍一种元器件降额设计方法的培训需求。

元器件的功耗问题在电子产品设计中是一个常见的挑战。

过高的功耗会导致电子产品发热严重，不仅影响产品的性能，还可能导致元器件的寿命缩短。

因此，降低元器件的功耗是电子产品设计中的重要任务之一。

针对元器件降低功耗的需求，我们希望进行一次培训，以提高设计师对元器件降低功耗的能力和技术水平。

以下是本次培训的具体需求：1. 理论知识培训：培训内容应包括降低功耗的基本原理、方法和技术。

理论知识培训应注重深入浅出，以便参训人员能够准确理解和应用。

2. 实践案例分享：除了理论知识培训，我们也希望能够分享一些成功的降低功耗的实践案例。

这些案例可以是真实的产品设计案例，也可以是模拟的实验案例。

通过案例分享，参训人员可以更好地理解和应用所学的知识。

3. 设计工具培训：降低功耗需要运用一些专业的设计工具。

我们希望能够提供相应的设计工具培训，让参训人员熟练掌握这些工具的使用方法。

这些设计工具可以是电路仿真软件、功耗分析工具等。

4. 互动交流环节：为了增强培训效果，我们希望能够设置互动交流环节。

可以是小组讨论、问题答疑或者设计竞赛等形式。

通过互动交流，参训人员可以更好地理解和应用所学的知识，也可以互相学习和借鉴。

5. 持续跟踪和支持：培训结束后，我们希望能够提供持续的跟踪和支持。

可以通过在线问答平台、专家指导等方式，为参训人员提供进一步的帮助和支持。

这样可以确保参训人员能够真正将所学的知识应用到实际工作中。

通过以上培训需求，我们希望能够提高设计师在元器件降低功耗方面的能力和技术水平，进而提高产品的性能和可靠性。

同时，也希望通过培训，促进行业内的交流和合作，共同推动元器件降低功耗技术的发展。

第6章_降额设计(2012)

故障设备可迅速、经济地加以修复
系统或设备的尺寸、重量增加不大容易较低
②确定降额等级
GJB/Z35对不同类型装备推荐应用的降额等级
应用范围航天器与运载火箭战略导弹战术导弹系统飞机与舰船系统通信电子系统武器与车辆系统地面保障设备降额等级最高 I I I I I I II 最低 I II III III III III III
降额参数
电源电压输出电流频率最高结温 ℃ 厚膜功率密度 W/cm2 薄膜功率密度 W/cm2 最高结温℃ 最高结温℃ 反向电压电流功率功率管安全工作区最高结温 (Tjm)℃ 集电极-发射极电压集电极最大允许电流 200 175 ≤150 一般晶体管功率MOSFET的栅源电压
集成电路
降额设计与电子产品可靠性的关系
降额设计对电子产品的可靠性的影响
MTBF ＝

1
P
该式中：

P
P1 P 2 pn
因此元器件的工作失效率低，产品平均故障间隔时间 MTBF就高。
降额设计的工作过程
①确定降额准则
②确定降额等级降额设计的工作过程： ③确定降额参数 ④确定降额因子 ⑤降额计算及分析
②确定降额等级
我国国军标GJB/Z35-93《元器件降额准则》—3个等级
降额等级降额程度可靠性改善 I级最大最大设备的失效将导致人员伤亡或装备与保障设施的严重破坏 II级中等适中设备的失效将可能引起装备与保障设施的损坏 III级最小较小设备的失效不会造成人员和设施的伤亡和破坏
因此要充分重视元器件的降额设计。
降额设计与电子产品可靠性的关系

元器件降额设计方法培训需求

元器件降额设计方法培训需求元器件降额设计方法是现代电子产品设计中的重要环节，通过合理选择和设计元器件，可以降低产品成本，提高产品性能和可靠性。

为了帮助工程师们更好地掌握元器件降额设计方法，提高电子产品设计水平，我们计划开展一场专门的培训。

培训目标：本次培训的主要目标是使参与者能够掌握元器件降额设计的基本原理和方法，了解常用的元器件降额技术，并能够应用于实际的电子产品设计中。

具体包括以下几个方面的内容：一、元器件降额的概念和背景1.1 元器件降额的定义和意义1.2 元器件降额在电子产品设计中的应用二、元器件参数的选择和优化2.1 元器件参数的选择原则2.2 元器件参数的优化方法2.3 元器件参数优化的实例分析三、元器件的替代和替代方案的评估3.1 元器件替代的原则和方法3.2 替代方案的评估指标和方法3.3 替代方案的实例分析四、元器件的寿命和可靠性设计4.1 元器件寿命和可靠性的概念和评估方法4.2 元器件寿命和可靠性设计的原则和方法4.3 元器件寿命和可靠性设计的实例分析五、元器件的质量控制和可追溯性5.1 元器件质量控制的重要性和方法5.2 元器件可追溯性的意义和方法5.3 元器件质量控制和可追溯性的实例分析六、元器件降额设计的案例分析和实践6.1 元器件降额设计的案例分析6.2 元器件降额设计的实践操作通过以上培训内容的学习，参与者将能够全面了解元器件降额设计的原理和方法，掌握元器件参数选择和优化、替代方案评估、寿命和可靠性设计、质量控制和可追溯性等关键技术，能够在实际的电子产品设计中灵活运用，提高产品的性能和可靠性，降低产品的成本。

培训方式和时间：本次培训采用线下面授的方式进行，预计培训时间为2天。

培训内容包括理论讲解、案例分析和实践操作等环节，通过理论与实践相结合的方式，使参与者能够更好地理解和掌握元器件降额设计的方法和技巧。

培训对象和要求：本次培训主要面向从事电子产品设计和制造的工程师、技术人员等相关人员，要求参与者具备一定的电子产品设计和制造经验，熟悉常用的电子元器件和设计工具，对元器件降额设计有一定的了解和实践经验。

元件降额测试工作指引

如果受控印章不是藍色，表示此文件不受控，請參考受控文件。

If the control stamp is not in blue, it means this document is not under control, please refer to controlled document.H:\Dv_dat\Wi&qsp\Wi\Wi-dv-re-02r07.doc1. 目的/Objective元件使用率的測詴是檢查元件在不同的測詴條件下﹐實際使用電壓﹑電流和功率跟其額定值的比值﹐這是確保產品沒有由于元件超出使用范圍而引起損壞。

Component derating test is to check the ratio of actual voltage, current and power applied to a component against their rated value under various test conditions. This is to ensure that nocomponent is overstressed which may cause failure of the product.2. 范圍/Scope適用于柏怡電子廠開發的所有產品。

Applicable to all products developed by PI Electronics.3. 使用儀器/Main equipment●在工程樣板1(EVT)和工程樣板2(DVT)階段﹐所有元件均必須測詴。

●數字存儲示波器/Storage oscilloscope●數字萬用表 /DVM●電子負載/Electronic load●有效值數字表/RMS meter●電流探頭/Current probe4. 步驟/Procedure4.1 使用率測詴覆蓋范圍/Test coverage●在工程樣板1(EVT)和工程樣板2(DVT)階段﹐所有元件均必須測詴。

电子电路中电阻电容器件降额规范

电子电路中电阻电容等器件降额规范电阻器降额规范稳态功率与瞬态功率稳态功率功率降额是在相应的工作温度下的降额，即是在元件符合曲线所规定环境温度下的功率的进一步降额，采用P=V²/R公式进行计算。

为了保证电阻器的正常工作，各种型号的电阻厂家都通过试验确定了相应的降功率曲线，因此在使用过程中，必须严格按照降功率曲线使用电阻器。

当环境温度定于额定温度时（T<Ts）可以施加60%额定功率，不需要考虑温度降额。

当环境温度高于额定温度的时候，需要考虑温度降额，应该进一步降额功耗使用，P=PR(0.6+(Ts-T)/(Tmax-Ts))PR是额定功耗；T是环境温度；Tmax是零功耗时最高环境温度。

瞬态功耗不同厂家，电阻脉冲功耗和稳态功率的转换曲线不同，具体应用时，要查询转换缺陷，将瞬态功率转换为稳态功率，然后在此基础上降额。

厂家额定环境温度为70℃，低于这个温度的时候，直接按照60%进行降额。

当超过这个温度的时候，额定曲线是一个斜线。

降额曲线也按照，最大温度的降额为121℃，然后绘制一条红色的斜线，按照斜线进行降额。

瞬态降额只要时间足够短，电阻可以承受比额定功率大得多的瞬态功率。

要参考厂家资料中的最高过负荷电压参数，再在此基础上降额。

瞬态功耗，又要按照单脉冲和多脉冲，分别进行讨论和分析。

单脉冲：多脉冲：1、合成型电阻器1.1 概述合成型电阻器件体积小，过负荷能力强，但它们的阻值稳定性差，热和电流噪声大，电压与温度系数较大。

合成型电阻器的主要降额参数是环境温度、功率和电压。

1.2 应用指南a) 合成型电阻为负温度和负电压系数，易于烧坏。

因此限制其电压是必须的。

b) 在潮湿环境下使用的合成型电阻器，不宜过度降额。

否则潮气不能挥发将可能使电阻器变质失效。

c) 热点温度过高可能导致合成型电阻器内部的电阻材料永久性损伤。

d) 为保证电路长期工作的可靠性，电路设计应允许合成型电阻器有±15%的阻值容差。

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