元器件降额准则一览表

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电子元器件选型规范

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文档 1 目录

2 总则................................................................ 3

2.1 目的 .......................................................... 3

2.2 适用范围 ...................................................... 3

2.3 电子元器件选型基本原则 ........................................ 3

2.4 其他具体选型原则： ............................................ 3

3 各类电子元器件选型原则 .............................................. 4

3.1 电阻选型 ...................................................... 5

3.2 电容选型 ...................................................... 6

3.2.1 铝电解电容 ................................................ 6

3.2.2 钽电解电容 ................................................ 7

5-可靠性设计-降额设计

可靠性设计－－降额设计

张晓明1/39

内容提要1。概述 2。主要电⼦元器件降额应⼒选取 3。降额设计应注意的问题 4。降额设计准则

1 概述

定义 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。 额定值(rating)：元器件规格书允许的最⼤使⽤应⼒值。 应⼒(stress)：影响元器件失效率的电、热、

机械等负载。 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。

1 概述

施加在电⼦元器件上的电应⼒，热应⼒⼤⼩直接影响电⼦元 器件的失效率⾼低。 ?爱林（ Erying ）模型，⽤来描述承受两种

不同应⼒的寿命模 型，其中⼀种应⼒为温度。其⼀般形式为 ?寿命τ=A/SnB exp(Ea/kT)

许多物理现象和化学反应过程，除了温度有关外，还与很多 ⾮温度应⼒如电压、湿度、机械应⼒等密切相关，这时，需要

⽤Eyring模型。它是⼀种反应速度论模型，它描述了温度、电 压等多种应⼒和寿命之间的关系。

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1 概述

施加在电⼦元器件上的电应⼒、热应⼒⼤⼩直接影响电⼦元 器件的失效率⾼低。 ?表1.1给出了某些电容器通过降低其使⽤电

压⽽使其失效率有 2-3个数量级的降低。 ?表1.2给出了⾦属膜电阻器降低其使⽤功率⽽使其失效有2个 数量级的降低。

表1.1 部分电容器失效率降额因⼦值

负荷⽐ 降额因⼦ 产品类型CJ10⾦属化纸电容器 CL12涤纶电容器 CH40纸膜复合电容 器 CY云母电容器 CA固定钽电容器

使⽤电压与额定电压的⽐值1VH

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

0.8 VH

2.93×10-1 4.98×10-1 2.14×10-1 3.44×10-1 1.5×10-1

0.6 VH

6×10-2 2×10-1 2.9×10-2 8.68×10-2 6.9×10-3

降额设计目的及其划分

降额设计，为了提升电子设备的可靠性而常用的一种设计方法，主要

是指构成电子设备的元器件使用中所承受的应力（电应力和温度应力）低于

元器件本身的额定值，以达到延缓其参数退化，增加工作寿命，提高使用可

靠性的目的。 

在降额设计中，降得越多，要选用的元器件在性能就应该越好，成本

也就越高，所以在降额设计过程中，要综合考虑。电子产品发展到今天，人

们已经总结出降额的通用准则，详见《GJB/Z 35-1993元器件降额准则》。并

不所有的电子产品都可以降额，在实现设计过程时，应该注意： 

A、不应将标准所推荐的降额量值绝对化，应该根据产品的特殊性适

当调整； 

B、应注意到，有些元器件参数不能降额；

C、一般说来，对于电子元器件，其应用应力越降低越能提高其使用

可靠性，但却不尽然。如聚苯乙烯电容器，降额太大易产生低电平失效；

器件应力降额及关键用法规范(V3.0)

艾默生网络能源有限公司

修订信息表 版本 修订人 修订时间 修订内容

V2.0 刘海涛、刘善中、王树明、姚天宝、凌太华、朱勇、杨爱泉、朱吉新、胡全年、胡楠、黎晓东、艾项德、王文建、陈宪涛、陈亚秋、罗眉、易序馥 2002-11-30 1、 产品保修期等级及I、II工作区定义；

2、 器件应力考核点定义及考核系数调整；

3、 增加“器件考核点的测试或计算”说明；

4、 器件应力降额查检表修改和调整；

5、 增加器件关键用法查检；

6、 增加查检器件种类；

V2.1 刘海涛、刘善中、王树明、姚天宝、朱勇、杨爱泉、朱吉新、胡全年、胡楠、王文建、陈宪涛、陈亚秋、罗眉、易序馥 2003-10-30 1、 新增“产品额定工作点”定义；

2、 对7类器件在产品额定工作点下的关键应力降额系数进行了规定，这些器件包括：MOSFET、IGBT、晶闸管、整流桥、功率二极管、三极管、铝电解电容器；

3、 除上述器件外，也对部分其它器件，如IC器件、钽电解、保险管等的I、II区降额系数根据实际使用情况作了适当的修订；

4、在保险管规范中，新增了“半导体保护用熔断器”降额规定；

5、 对应降额规范的修订，上述器件的“器件工作应力与降额查检表”作了相应的调整。

V2.2 刘海涛、刘善中、王树明、姚天宝、罗眉、凌太华、朱勇、杨爱泉、朱吉新、胡全年、易序馥、胡楠、艾相德、陈景卫、王文建、陈宪涛、陈亚秋 2004-01-10 1、 将原V2.1版本规范拆分为三个层次的内容，即：规范、操作指导书、应力查检表；

这样便于操作指导书、应力查检表的不断优化和完善，而规范部分的内容保持相对稳定；

2、 总规范中，各类器件分规范中关于I、II区定义取消，统一在总规范中进行定义；各类器件分规范中增加器件简述，对器件功能和主要失效模式进行简要说明；

3、 各类器件分规范中的器件应力测试、计算方法纳入操作指导书中进行说明。