请问：极限工作温度的定义

bradley

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

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

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

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

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

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

原帖由cwz1978于2009-4-2415:43发表
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

这回就明白了。
谢谢楼上的高人

justinbk

原帖由cwz1978于2009-4-2417:38发表
这回就明白了。
谢谢楼上的高人

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

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！