第2-2元器件降额使用

元器件降额使用参考一、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。

故而，有通用要求，也有特别要求：通用要求：长期反向电压<70%～90%×V RRM（最大可重复反向电压）最大峰值反向电压<90%×V RRM正向平均电流<70%～90%×额定值正向峰值电流<75%～85%×I FRM正向可重复峰值电流对于工作结温，不同的二极管要求略有区别：信号二极管< 85～150℃玻璃钝化二极管< 85～150℃整流二极管和快恢复、超快恢复二极管（<1000V）<85～125℃整流二极管和快恢复、超快恢复二极管（≥1000V）<85～115℃肖特基二极管< 85～115℃稳压二极管（<0.5W）<85～125℃稳压二极管（≥0.5W）<85～100℃T case(外壳温度)≤0.8×T jmax-2×θjc×P，2×θjc×P<15℃，θjc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。

这是一个可供参考的经验值三、功率MOSV GS<85%×V GSmax(最大栅极驱动电压)I D_peak<80%×I D_M(最大漏极脉冲电流)V DS<80～90%×额定电压dV/dt<50%～90%×额定值结温<85℃~80%×T jmax(最大工作结温)T case(外壳温度)≤0.8×T jmax-2×θjc×P，2×θjc×P<15℃，θjc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。

元器件可靠性降额准则GJB/Z 35－931 范围1.1 主题内容本标准规定了电子、电气和机电元器件（以下简称元器件）在不同应用情况下应降额的参数及其量值；同时提供了若干与降额使用有关的应用指南。

1.2 适用范围本标准适用于军用电子设备的设计。

其它电子设备可参照使用。

2引用文件GJB450－88 装备研制与生产的可靠性通用大纲GJB451－90 可靠性维修性术语GJB/Z 299A－91 电子设备可靠性预计手册3定义除下列术语外，本标准所用的其他术语及其定义见GJB451。

3.1 降额derating元器件使用中承受的应力低于其额定值，以达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。

通常用应力比和环境温度来表示。

3.2 额定值rating元器件允许的最大使用应力值。

3.3 应力stress影响元器件失效率的电、热、机械等负载。

3.4 应力比stress ratio元器件工作应力与额定应力之比。

应力比又称降额因子。

4一般要求4.1 降额等级的划分通常元器件有一个最佳降额范围。

在此范围内，元器件工作应力的降低对其失效率的下降有显著的改善，设备的设计易于实现，且不必在设备的重量、体积、成本方面付出大的代价。

应按设备可靠性要求、设计的成熟性、维修费用和难易程度、安全性要求，以及对设备重量和尺寸的限制等因素，综合权衡确定其降额等级。

在最佳降额范围内推荐采用三个降额等级。

a.Ⅰ级降额Ⅰ级降额是最大的降额，对元器件使用可靠性的改善最大。

超过它的更大降额，通常对元器件可靠性的提高有限，且可能对设备设计难以实现。

Ⅰ级降额适用于下述情况：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；对设备有高可靠性要求，且采用新技术、新工艺的设计；由于费用和技术原因，设备失效后无法或不宜维修；系统对设备的尺寸、重量有苛刻的限制。

b.Ⅱ级降额Ⅱ级降额是中等降额，对元器件使用可靠性有明显改善。

Ⅱ级降额在设计上较Ⅰ级降额易于实现。

引起装备与保障设施的损坏；有高可靠性要求，且采用了某些专门的设计；需支付较高的维修费用。

元器件降额测试方法首先，进行元器件参数测试。

首先需要对元器件的电流、电压、温度等参数进行测试，例如测试元器件的额定工作电压、工作电流和工作温度范围等。

通过测试确定元器件的正常工作参数，为后续的测试提供基础数据。

其次，进行高低温测试。

高低温测试是指将元器件放置在高温和低温环境中进行测试，以验证元器件在极端温度条件下的可靠性和稳定性。

具体方法可以是将元器件放置在温度试验箱中，逐渐调整温度至高温或低温条件，持续一段时间，观察元器件的工作状况和性能变化。

测试过程中需要记录元器件的工作电流、电压等参数，并观察是否出现异常情况。

第三，进行湿热测试。

湿热测试是指将元器件放置在高温高湿的环境中进行测试，以验证元器件在湿热环境下的可靠性和稳定性。

具体方法可以是将元器件放置在湿热试验箱中，设置一定的温度和湿度条件，持续一段时间，观察元器件的工作状况和性能变化。

测试过程中同样需要记录元器件的工作电流、电压等参数，并观察是否出现异常情况。

第四，进行振动测试。

振动测试是指将元器件进行一定程度的振动，以验证元器件在振动环境下的可靠性和稳定性。

具体方法可以使用振动试验台或者振动台，将元器件固定在台面上，设置一定的振动频率和振幅，进行一段时间的振动测试，观察元器件的工作状况和性能变化。

测试过程中同样需要记录元器件的工作电流、电压等参数，并观察是否出现异常情况。

最后，进行加速老化测试。

加速老化测试是指将元器件在较高的工作条件下进行长时间的工作，以验证元器件在加速老化环境下的可靠性和稳定性。

具体方法可以是将元器件连续工作在较高电压、电流和温度条件下，持续一段时间，观察元器件的工作状况和性能变化。

测试过程中同样需要记录元器件的工作电流、电压等参数，并观察是否出现异常情况。

以上就是元器件降额测试的一些常见方法，通过这些测试可以验证元器件在不同工作条件下的可靠性和稳定性，为元器件的合理应用提供参考依据。

当然，在进行元器件降额测试时需要注意保证测试环境的准确性和可重复性，以及确保测试过程中不影响元器件的安全和正常工作。

电子电路中MOS管二极管等器件降额规范二极管降额规范二极管按功能可分为普通、开关、稳压等类型二极管；按工作频率可分为二极管最高结温的降额，根据二极管相关详细规范给出的最高结温T jmax 而定，降额后的最高结温见表注：1、所有降额是在结温降额满足的情况下的要求。

2、参数额定值需要从datasheet中查询3、如果参数额定值与温度、时间无关，可直接降额4、如果参数额定值与温度有关，则选取结温最高时的参数进行降额5、如果与时间有关，则通过查找datasheet对应的时间和温度曲线，根据实际情况进行降额。

三极管MOS管降额规范晶体管最高结温的降额。

晶体管最高结温的降额，根据晶体管相关详细规范给出的最高结温Tjmax而定，降额后的最高结温见表功率晶体管安全工作区的降额半导体光电器件降额规范1 概述半导体光电器件主要有三类：发光、光敏器件或两者的结合。

发光类器件主要有发光二极管、发光数码管；光敏类器件有光敏二极管、光敏三极管；常用的光电组合器件是光电耦合器，它由发光二极管和光敏三极管组成。

高结温和结点高电压是半导体光电器件主要的破坏性应力，结温受结点电流或功率的影响，所以对半导体光电器件的结温、电流或功率均需进行降额。

2 应用指南1）发光二极管驱动电路必须限制电流，通常用一个串联的电阻来实现。

2）一般不应采用经半波或全波整流的交流正弦波电流作为发光二极管的驱动电流。

如果确要使用，则不允许其电流峰值超过发光二极管的最大直流允许值。

3）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。

3 降额准则半导体光电器件电压、电流见表。

其中：a) 电压从额定值降额；b) 电流从额定值降额；最高结温降额根据光电器件相关详细规范给出的最高结温T jmax 而定。

TVS器件降额规范器件应力考核点：最大吸收电流I PM，最大吸收功率P PM，TVS平均功率P AV，钳位电压V C，上表中P P(TAU)为TVS的额定峰值功率对应实际壳温T AU下的最大允许功率，被保护器件承受电压的降额值：D V＝V C/V RA*100%说明：TVS器件在某些特殊应用时如用于开关管的电压尖峰。

元器件降额准则编号：WI-TE-006版次：V01编制：审核：批准：目录1.0目的--------------------------------------------------------------------------------42.0适用范围--------------------------------------------------------------------------43.0引用文件--------------------------------------------------------------------------44.0一般要求--------------------------------------------------------------------------45.0详细要求--------------------------------------------------------------------------56.0应用指南-------------------------------------------------------------------------131.0目的为了满足客户对产品可靠性和使用寿命的要求，本标准规定了电子、电气元器件（以下简称元器件）在不同应用情况下应降额的参数及其量值，同时提供了若干与降额使用有关的应用指南。

2.0适用范围本准则适用于我司研发的所有电源产品3.0引用文件GJB/Z 35-1993元器件降额准则4.0一般要求4.1降额等级的划分我司降额等级分别从两方面来划分，一个主要从产品性能方面来考虑，另一个主要从产品经济效益方面来考虑。

首先，为适合我司对产品工作应力从稳态与瞬态两方面来进行要求和评估，从而制定两个降额等级：S—稳态应力降额，T—瞬态应力降额。

稳态应力是指在产品规格书中所规定的全电压输入范围、各种输出条件及环境条件下，产品稳定工作时，器件在某种组合条件下所承受的最大应力。

电子电路中电阻电容器件降额规范-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1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+(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。

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。

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。

页码第1/9页目录1 目的 (2)2 适用范围 (2)3 引用标准 (2)4 质量等级及工作状态定义 (2)4.1 质量等级 (2)4.2 工作状态 (2)5 各类器件降额度要求 (3)5.1 集成电路 (2)5.2 分立半导体器件 (4)5.3 固定电阻器、保险丝、热敏电阻 (5)5.4 电位器 (5)5.5 电容器 (6)5.6 磁性器件 (7)5.7 机电元件 (8)5.8 连接器、电缆 (8)5.9 风扇、PCB (9)6 应用说明 (9)6.1 半导体器件结温Tj 确定 (9)表目录表1 集成电路降额表 (3)表2 分立半导体降额表 (4)表3 固定电阻降额表 (5)表4 电位器降额表 (5)表5 电容器降额表 (6)表6 磁性器件降额表 (7)表7 机电元件降额表 (8)表8 连接器及电缆降额表 (8)图目录图1 电源工作状态示意图 (2)修订次修订内容修订日期制定审核核准A/0 初次发布2010-5-13陈超A/1 更新优化2011-5-17页码第2/9页1 目的为规范产品设计、验证过程中的对器件降额的要求，特制定本文件。

2 适用范围本规范适用于本公司产品设计中元器件的降额设计及作为元器件应力分析的判定依据。

3 引用标准GJB/Z35-93 元器件降额准则4 质量等级及工作状态定义4.1 质量等级A：免费维护期（保修期）为大于3 年。

B：免费维护期（保修期）为小于等于3 年。

注：默认情况下，本公司的ＬＥＤ电源质量等级为Ａ级，消费类电源质量等级为B级，特别地，当客户有要求时，按客户的要求执行。

4.2 工作状态图1 电源工作状态示意图状态I：如图中的阴影部分，为电源的正常工作区，绝大部分时间电源工作在此区域，因此在此状态下，器件的降额使用更加严格。

工作在状态 I 的电源满足如下条件：（a）按操作手册或目录使用或安装。

（b）在输出额定电压变化范围内，输出功率在额定最小值到最大值间。

（c）输入在规定的电压和频率范围内。