第六章 元器件的降额使用的.ppt

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第六章 元器件的降额使用
6.1 降额设计的定义与目的 ----限制元器件在使用中所承受的应力值低于其 设计的额定值,限制其所承受的应力大小,达到 降低元器件的失效率,提高使用可靠性的目的。
降额因子:元器件实际承受的应力(工作应力)与额 定应力之比,表示降额程度
适度为宜:过高,不起降低失效率作用 过低,效果不显著,影响使用
6.3 降额设计的工作过程
6.3.1 降额准则 GJB/Z35
元器件可靠性降额准则—美国罗姆航空发展中心
电子元器件降额要求和应用准则
6.3.2 降额等级
6.3.3 降额参数
例:电子开关的降额—II级降额 电压:60V0.50=30V 电流:2A0.75=1.5A 功率:1.5A 1.5A 0.2=0.45W 应为0.4W
6.2 降额设计的工作内容与基本原则 6.2.1 工作内容 降额等级:
I----适用:失效将导致人员伤亡、设备严重损坏 II----适用:失效将引起设备严重损坏 III----适用:失效引起损害不大
降额例子:P154 表6-2,6-3
确定降额等级需考虑的因素
降额等级与计分的关系
降额等级
总计分数
调整:电流:2A0.70=1.4A 功率:1.4A 1.4A 0.2=0.4W
6.3.4 降额因子 I级:不宜变动,注意核对能否满足设备尺寸和 质量的要求
III级:可按需作适当变动 6.3.5 降额计算及分析 确定降额等级 明确降额参数和降额量值 利用电/热应力分析计算或测试获得温度和电应力
硅管: S

POP PM
C
锗管: S

POP PM
两个晶体管/一个管壳中 P1,P2—单管使用功率, PS—单管工作时,工作管在TS (最大额定功率时允 许的最高环境温度)时的额定功率, PT—双管工作时,在TS (最大额定功率时允 许的最高环境温度)时的额定功率,
C—硅器件的电应力调整系数
S

6.4.2 结温的近似计算 小功率晶体管: Tj=TA+30 二极管: Tj=TA+20 计算过程: 降额或功率负荷与温度(负荷特性)曲线上 求最大结温计算热阻计算结温

从元器件手册获得额定值 计算降额后的允许值
比较降额后的允许值与实际工作值,判断是否达 到降额要求
6.4 降额设计中元器件的结温计算 6.4.1 通过热阻计算结温
小功率器件:
Tj TA RPj
R Tjmax TS / Pjmax
功率器件:
T j TC RPj
P1 P2

P2

2 P2 PT
PT PS
C
关于温度的S 一般不用应力比:最高结温、最高环境温 度、或按元器件的负荷特性曲线降额
6.2.2 降额设计的基本原则 因件而异,适度为宜;
关键元器件应保证按规定降额,一般元器 件可作调整;
各执各法
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I
11~15
II
7~10
III
6
降额参数:
----是指影响元器件失效率的有关性能参数和环境应力参 数
确定依据:失效率模型
不同类型和特点的元器件,其失效率模型是不同的,因 而主要降额参数和关键降额参数均不同,见P155 表6-6
降额因子:
S=工作应力/额定应力 详见P263 附录I
电应力比的计算 晶体管 单个晶体管/一个管壳中 POP—使用功率, PM—TS (最大额定功率时允 许的最高环境温度)时的 额定功率, C—硅器件的电应力调整系数
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