bradley 发表于 2009-4-24 10:40:33

请问:极限工作温度的定义

请问一下,元器件都有工作温度的定义,比如-40~85度
那么,这两个极限温度是怎么定义的呢?
是指元器件在该温度下,失效率达到某个百分值?这个值是多少呢?

谢谢!

justinbk 发表于 2009-4-24 10:55:03

回复 1楼 bradley 的帖子

元器件的最高工作温度是由其设计、材料和工艺共同决定的。比如对于一般的有源器件IC等,所采用何种工艺、何种封装对工作温度的影响很大。极限工作温度只保证器件的功能和参数,但不保证失效率,关于失效率的问题可以参考常温下的MTBF和阿伦尼乌斯公式换算出来。换句话说,极限温度下工作(一般指高温),器件的寿命会大大缩短,失效率也会上升很多。

chenweiming 发表于 2009-4-24 11:06:38

楼上说的不错!
对于很多元器件,那个温度值是指器件内部的温度.
工作温度和极限温度也是有区别的.

bradley 发表于 2009-4-24 11:14:41

关于激活能eV

那就还要请教一下,利用阿伦尼乌斯公式换算的话,激活能这个量可以用什么方式得到呢?
比如MOSFET,集成电路等

想尝试用这个公式,就是不知道怎么找到激活能

justinbk 发表于 2009-4-24 11:24:51

回复 4楼 bradley 的帖子

如果要求不高的话,可以简单的根据10℃法则进行MTBF或失效率的换算。简单的讲就是在室温以上的工作环境(一般是25℃或20℃),温度每上升10℃,MTBF降低一半,失效率提高一倍,反之就是温度降低10℃,MTBF提高一倍,失效率降低到之前的50%。
激活能这个需要试验得出,过程比较耗时费力,通常不需要用到。

cwz1978 发表于 2009-4-24 15:43:52

看了半天没明白。
极限温度到底是如何确认的?
还有就是CPU工作时,非常靠近极限温度。这是正常现象吗?

justinbk 发表于 2009-4-24 16:09:41

原帖由cwz1978于2009-4-2415:43发表http://www.kekaoxing.com/club/images/common/back.gif
看了半天没明白。
极限温度到底是如何确认的?
还有就是CPU工作时,非常靠近极限温度。这是正常现象吗?
再简单罗嗦两句。通常IC给的比如-40~85℃是工作环境温度,并非极限温度。极限温度通常以最大结温表示(maximumjunctionoperatingtemperature),但这个需要计算,涉及到器件的实际功耗、结壳热阻,壳到环境热阻。最高结温通常是125℃居多,也有150℃的。这个极值温度由半导体材料本身决定,这个和半导体器件工作的原理有关,具体的不是一两句说的情况呵呵。给的85℃最高工作温度也是根据一般的使用环境和功耗计算出来的,较严谨的做法通常是要如前面所说具体计算到实际工作结温,按照降额系数,根据最高工作结温进行降额。通常你是无法直接测试到极限温度(结温),因为这个是在芯片内部(die)中心的温度,要特殊仪器才能检测到,我相信你说指的极限温度其实就是指最高环境温度,这个最高环境温度根据我的了解通常厂家是已经做了80%左右的降额的。一般只要不超过这个温度不会有什么问题。

cwz1978 发表于 2009-4-24 17:38:33

这回就明白了。
谢谢楼上的高人:victory:

justinbk 发表于 2009-4-25 00:09:29

原帖由cwz1978于2009-4-2417:38发表http://www.kekaoxing.com/club/images/common/back.gif
这回就明白了。
谢谢楼上的高人:victory:
顺便提醒一句,不要忽视这个85℃在实测下的含义,尽管这个85℃指的是环境温度,有些标准里面规定是距离芯片表面中心位置15cm左右位置的空气恩度,但实际上这个定义用起来有很多不实用的地方,比如对于很多小产品,各个方向的空间尺寸都不大,距离芯片中心15cm的位置可能已经在设备之外,没有实际参考价值,所以真正在做热设计和热仿真时,一般都是测壳体表面温度,然后根据结壳热阻计算到结温,再考虑实际工作结温是否符合要求(还要考虑降额)。所以倘若不想做那么细致的计算,直接参考85℃这个最高工作温度,一般安全点的方法就是测试壳温,把这个85℃当作壳温来看待就比较简单和方便,因为壳温是很容易用温度巡检仪和热阻进行测试。

bradley 发表于 2009-4-27 10:33:26

谢谢justinbk朋友如此细致的回答!

其实我问这个问题的原因,是需要做高温加速老化试验。因为器件都有一个工作环境温度的限定,比如-40到85度,那么,做高温加速的时候,让它工作在最高温度下其实也是可以的,而且粗略估计的话,可以达到2^[(85-25)/10]=64倍加速。以前担心在接近极限温度下,没法进行加速老化试验,因为这个值或者超出这个值,厂家都没有给出可能的失效率情况,但是是否是一种失效率突增的情况。
不知道这种理解对不对?谢谢!
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