第六章元器件的降额使用

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
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
P1 P2
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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
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
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
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
调整：电流：2A0.70=1.4A 功率：1.4A 1.4A 0.2=0.4W
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
6.3.4 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
值
▪ 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
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