器件应力降额标准(全品类器件)

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1、器件应力降额规范 XXX电力系统技术有限公司修订信息表版本修订人修订时间修订内容V1.0研发三部2008-8-111、 新制定104 / 106目录第一部分 总则31 前言32 目的43 适用范围44 关键词45 引用/参考标准或资料46 产品等级、产品I、II工作区、产品额定工作点定义56.1 产品等级的定义56.2 关于I、II工作区、产品额定工作点的定义57 偏离降额的说明8第二部分 降额规范内容9第一章 半导体分立器件91.1功率MOSFET降额规范91.2 IGBT降额规范121.3 晶闸管降额规范141.4 整流桥降额规范161.5 功率二极管降额规范171.6 信号二极管降额规范

2、191.7 稳压二极管降额规范211.8 TVS器件降额规范231.9 发光二极管、数码管降额规范251.10 三极管降额规范27第二章 IC类器件302.1数字集成电路降额规范302.2 运放、比较器降额规范312.3 光耦，SSR降额规范332.4 脉宽调制控制器降额规范372.5 电源管理器件降额规范40第三章 阻容类器件433.1 非固体铝电解电容器降额规范433.2 固体钽电解电容器463.3 金属化薄膜电容器483.4 陶瓷电容器降额规范503.5 固定金膜、厚膜、网络、线绕电阻器降额规范513.6 电位器降额规范533.7 陶瓷NTC热敏电阻器降额规范553.8 PTC热敏电阻器

3、降额规范573.9 压敏电阻降额规范591)最大持续运行电压Maximum Continuous Operating Voltage ，Uc592) 1mA压敏电压Varistor Voltage，V1mA593) 标称放电电流 Nominal Discharge Current，In594) 最大放电电流（冲击通流容量）Maximum Discharge Current，Imax595) 残压Residual Voltage，Ures60第四章 低压电器类器件624.1 接触器降额规范624.2低压断路器降额规范654.3隔离器、刀开关降额规范674.4 电源小开关降额规范694.5 信号小

4、开关降额规范704.6 保险管降额规范714.7 电连接器降额规范734.8 风扇降额规范744.9 温度继电器754.10 电磁继电器76第五章 电磁元件805.1电磁元件降额规范805.2霍尔传感器降额规范82第六章 其他846.1电源模块降额规范846.2 液晶显示模块降额规范866.3 晶体谐振器降额规范886.4 晶体振荡器降额规范906.5 蜂鸣器降额规范92第三部分 器件降额系数速查表94第一部分 总则1 前言器件应力降额规范是本公司产品可靠性设计所必须依据的重要的基础规范之一。通过对应用于产品中的器件应力的降额系数的规定，达到降低器件失效率、提高器件使用寿命、增强对供方来料质量

5、的适应性、以及对产品设计容差的适应性的目的，从而提高产品可靠性水平。适当的器件应力降额不仅可以提高产品的可靠性，同时还有助于使产品寿命周期费用最低。本规范由XXX电力系统技术有限公司研发三部拟制，适用于本公司产品的设计、开发及相关活动。2 目的规范器件应力降额标准，保证产品应用可靠性；3 适用范围本规范适用于XXX电力系统技术有限公司所有新产品的设计、开发，以及在产产品的优化。除非产品规格书中对器件可靠性、寿命等有特殊指定的要求，否则器件降额均依据此规范进行。4 关键词应力降额，冗余设计，可靠性，额定工作点；Derating , Design Margin, Reliablity，Rated

6、Point；5 引用/参考标准或资料返回目录6 产品等级、产品I、II工作区、产品额定工作点定义6.1 产品等级的定义产品等级应在产品规格书中给出，产品等级不同，对应的器件降额标准也不同。产品等级定义如下：A级产品：保修期为23年（含2年）。B级产品：保修期为12年（不含2年）。目前我司产品一般设计为B类产品，因此本规范只涉及到B类产品的降额。6.2 关于I、II工作区、产品额定工作点的定义产品I工作区：当电源类产品在正常工作时，应满足产品手册规定的如下条件：（a）按产品手册规定进行装配。（b）输出电压在产品手册规定变化范围内，输出功率在额定最小值到最大值间。 （c）输入在产品手册规定的电压和

7、频率范围内。 （d）各种环境条件如温度和湿度等，在产品手册规定的范围内。下图为电源的输入输出示意图，图中的阴影部分，即为电源的“稳态”工作区（包含极限工作条件），我们将该区称之为电源的I工作区。电源在此区域任何点要求能够长时间工作，因此在此区域下，器件的降额使用要求也比较严格。 （可以这样理解：I 区里面的任何点对应的均是器件可能遭受到的长时间工作的点。）在I区中，针对某项应力（如电压）来说，存在某一点（区域） ，在该点（区域）上器件所承受的此项应力最大，我们将此点（区域）的情况称为该项应力的I工作区最坏情况。产品额定工作点： 是指我司产品规格书中所规定的产品标称典型工作条件的组合，并考虑到客

8、户应用中最常见的工作条件（主要是输入电压、负载、工作环境温度等）。 若产品规格书未指明典型工作条件，则以标称工作范围的最大值代替。 产品额定工作点属于产品的I工作区，产品额定工作点基本上代表了产品在市场上的典型运行情况，如负载为测试负载率的75%等，因此在产品额定工作点下，对于某些器件来讲，为了保证其低失效率，在该点下的降额比“I工作区最坏情况”的降额要求更加严格。产品II工作区：如图中阴影之外的部分均表示电源工作在II 工作区（“暂态”工作区），II工作区是产品短时间过渡工作的区域，例如开机启动、输入欠压、OCP过流保护、OVP过压保护、电源负载跳变（如空载到满载，空载到短路，半载到满载等等

9、）、输入跳变等。电源风扇停转之后，如有器件仍在工作，则也必须对器件应力考核点加以考虑测试（尤其是发热元件可能出现的最高温度），该情况亦规定为电源工作在II区。 （可以这样理解：II区虽然是电源工作时也将碰到的情况，但II区里面的点对应的则是器件短暂时间工作的点。）同样在II 区中，针对某项应力来说，器件可能遭受到的最坏情况我们称为该项应力的II工作区最坏情况。由于电源工作在II 区的时间一般来说很短，因此在此情况下器件的降额百分比不如 I 区严格。但必须注意，实际情况中 II 区的器件应力往往比 I 区大得多，如果实际设计时疏忽了此区域的降额，则很有可能导致损坏（例如在开机、输出短路等情况下的

10、损坏，等等）。II工作区最坏情况代表器件在II 区最恶劣的情况，它往往是多种条件的组合，例如功率管最高的结温可能发生在“最低压输入；最高工作环境温度；满载输出到短路的瞬间”等多种条件组合。因此在实际的测试过程中这种最恶劣的点往往需要依靠我们耐心地寻找以及依靠经验的积累。返回目录7 偏离降额的说明只有在某些特殊的情况下，允许产品设计时其器件偏离本降额规定使用，但前提是必须保证产品的可靠性，并且必须按照严格的流程并出具相关的偏离降额分析报告。特别指出，针对大功率磁性元器件，由于其特殊的热特性，在对大功率磁性元器件的热降额考核时，不将其标幺到其在最高工作环境温度时达到的最高温度，只以在普通环境下测得

11、的温度为准。如在环境温度为25度下测得温度为130度，在实际核算降额时不考虑其在规格书中要求的最高工作温度40度下的降额，即不增加15度，而只以130度为准，同样做为40度的考核值。返回目录第二部分 降额规范内容第一章 半导体分立器件1.1功率MOSFET降额规范器件应力考核点：漏源电压Vds，栅源电压Vgs，漏极电流Id；结温Tj1.1.1 器件应力降额1.1.1.1 漏源电压Vds（平台电压和尖峰电压）在最坏的情况下，漏源电压Vds的平台电压部分必须满足下表：应力考核点产品工作区域器件规格B级产品Vds平台电压产品额定工作点额定值小于等于500V的MOSFET80%额定击穿电压额定值大于5

12、00V的MOSFET75%额定击穿电压I工作区最坏情况注1额定值小于等于500V的MOSFET90%额定击穿电压额定值大于500V的MOSFET85%额定击穿电压在最坏的情况下，漏源电压的尖峰电压高度必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品Vds尖峰电压产品额定工作点注195%额定击穿电压I工作区最坏情况注2100%额定击穿电压II工作区最坏情况注2符合雪崩降额要求注2注1：对于额定工作点和I工作区，电压尖峰底部的时间宽度必须小于工作周期的1/50,当不满足此条件时，那么对于尖峰中大于工作周期1/50宽度的部分必须按平台降额的要求进行考核。对于II工作区（瞬态情况）电压尖峰宽度不作此要求，

13、只要求电压最大值（不论平台和尖峰）不超过额定电压即可。1.1.1.2 栅源电压Vgs在最坏的情况下，栅源电压Vgs（包含负栅源负偏压）必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品栅源电压VgsI工作区最坏情况（含产品额定工作点）85%额定击穿电压II工作区最坏情况100%额定击穿电压在保证Vgs降额的同时，还应尽量避免栅极电压波形出现振荡和毛刺，如果设计中无法避免时，必须仔细检查这种振荡和毛刺是否会引起MOSFET误导通（通过对比检查Vds和Id波形）。另外，要求采取相应的措施，保证开机时栅极电位没有“悬浮起来不为零”。（例如，在GS间并联一个10K以上的电阻可以有效防止栅极电位因静电等原因而

14、悬浮。）1.1.1.3 结温Tj在最坏的情况下，MOSFET最高结温Tj必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品最高稳态结温产品额定工作点80最高允许结温I工作区最坏情况85最高允许结温最高瞬态结温II工作区最坏情况95最高允许结温注：I区中最高稳态结温Tj通常发生在最高环境温度和最大负载条件下。II区中最高瞬态结温Tj通常发生在开机、短路瞬时大电流尖峰等异常情况下。1.1.1.4 漏极电流Id在最坏的情况下，漏极电流Id必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品漏极电流均方根有效值产品额定工作点70%相应壳温下的额定电流值I工作区最坏情况80%相应壳温下的额定电流值漏极瞬态电流最大值I

15、I工作区最坏情况70%额定峰值电流Idm注：随着壳温升高，MOSFET的额定电流将下降，厂家资料通常给出了Tc25下的额定电流值以及额定电流IdTc的变化关系曲线。1.1.4 降额考核点的测试或估算1.1.2.1 漏源电压Vds在实际测量时，可以采用100MHz存贮示波器测试结果作为是否超出降额规定的判定数据。1.1.2.2 栅源电压的测量同上可以采用100MHz存贮示波器的测试结果作为判定数据。1.1.2.3 器件壳温Tc的测量与结温Tj的估算器件壳温的测试请参照UPS热测试规范如果器件本身外部壳体无散热片，则以器件外部壳体上最热点作为器件的壳温。结温的估算公式为：Tj = Tc + P*R

16、thjc （PMOSFET的功耗，RthjcMOSFET结到壳的热阻。）1.1.2.4 漏极电流的测量采用电流枪串入电路中进行直接测试，必要时可以加长电路引线以保证电流枪的串入，引线应该尽可能地短，减小线路寄生参数带来的影响。在某些情况下，为了方便，也可以测试MOSFET附近回路元件的应力参数（如电流互感器、电流取样电阻等），来近似计算流过MOSFET的漏极电流。返回目录1.2 IGBT降额规范器件应力考核点：正向电压VCE，反向电压VEC，集电极平均电流IC，集电极脉冲电流ICM，结温TJ，栅极电压VGE。1.2.1 器件应力降额 1.2.1.1 正向电压VCE和反向电压VEC IGBT工作

17、时主要承受正向电压VCE，在不带反并二极管应用时应考核反向电压VEC的降额。取最大峰值电压值计算降额，最坏情况下，允许电压降额系数为：应力考核点产品工作区B级产品最高正向(C-E)峰值电压VCE产品额定工作点80%额定电压工作区最坏情况90%额定电压工作区最坏情况100%额定电压最高反向(E-C)峰值电压VEC、工作区最坏情况90%额定电压 注：产品过载工作时的电压应力按工作区最坏情况要求进行考核。1.2.3.2 集电极平均电流IC、集电极脉冲电流ICM集电极电流的降额考核分平均电流和脉冲电流两项，但脉冲电流的考核只在电流波形同时满足以下三条件时有考核要求：、工作频率小于10KHz，、电流波形

18、的峰值大于对应温度下的平均电流额定值，电流峰值高出平均值部分的宽度大于5uS。在换算成同一壳温条件进行比较时，允许的电流降额系数为：应力考核点产品工作区域B级产品最大平均电流IC产品额定工作点60%同等壳温额定值工作区最坏情况80%同等壳温额定值最大脉冲电流ICM、工作区最坏情况90%同等壳温额定值注：产品过载工作时的电流应力按工作区最坏情况要求进行考核。1.2.3.3 结温TJ 一般情况可以只考核最高稳态结温降额，以下两种情况下建议追加对最高瞬态结温降额的考核：、测试中发现有瞬时(0.1mS 以上)功率过载（超过最大耗散功率）出现；、电流容量400A以上的IGBT模块。应力考核点产品工作区域

19、B级产品最高稳态结温Tj产品额定工作点80%最高允许结温工作区最坏情况85%最高允许结温最高瞬态结温Tj工作区最坏情况95%最高允许结温 注：产品过载工作时的温度应力按工作区最坏情况要求进行考核。1.2.3.4 栅极电压VGE 这里所指的栅极电压是实际加到IGBT栅极与发射极两端的电压，分正偏压和负偏压两项。 应力考核点产品工作区域B级产品最高栅极正偏压VGE最高栅极负偏压-VGE工作区最坏情况85%最大额定值工作区最坏情况最大额定值1.3 晶闸管降额规范器件应力考核点：正向峰值电压VDRM，反向峰值电压VRRM，平均电流IFAV，浪涌电流IFMAX，结温Tj，电压上升率dv/dt，电流上升率

20、di/dt，门极功率PG1.3.1 器件应力降额1.3.1.1 正向峰值电压VDRM和反向峰值电压VRRM 晶闸管的电压降额从两个方面考虑：最高正向峰值电压VDRM和最高反向峰值电压VRRM，、工作区最坏情况下允许使用电压的降额系数为：应力考核点产品工作区域B级产品最高正向峰值电压VDRM最高反向峰值电压VRRM产品额定工作点75%对应额定值工作区最坏情况85%对应额定值工作区最坏情况100%对应额定值1.3.1.2 平均电流IFAV和浪涌电流IFMAX 晶闸管的电流降额分最大平均电流和最大浪涌电流两项，一般情况下只需考核平均电流降额，浪涌电流降额只在其值大于对应额定值50%时有考核要求（此时

21、应在降额表中填写I2t值，计算方法参见整流桥降额操作指导书相关内容）。在对应的温度条件下，平均电流或浪涌电流的降额系数为：应力考核点产品工作区域B级产品最大平均电流IFAV 产品额定工作点70%同等壳温额定值工作区最坏情况85%同等壳温额定值最大浪涌电流IFMAX、工作区最坏情况75%同等壳温额定值注: 过载工作时的电流应力按工作区最坏情况要求进行考核。1.3.1.3 稳态结温Tj和瞬态结温Tj 结温考核分稳态结温和瞬态结温两项，一般情况只须考核稳态结温的降额，当有浪涌电流考核要求时必须考核瞬态结温降额。最坏情况下允许的降额系数为：应力考核点产品工作区域B级产品最高稳态结温Tj产品额定工作点8

22、0%最高允许结温工作区最坏情况85%最高允许结温最高瞬态结温Tj、工作区最坏情况95%最高允许结温 注: 过载工作时的温度应力按工作区最坏情况要求进行考核。1.3.1.4 电压上升率dv/dt和电流上升率di/dt 晶闸管在阻断状态下承受的电压上升率dv/dt和开通过程中承受的电流上升率di/dt均应针对额定值降额使用（雷击或浪涌条件下di/dt可全额使用）。最坏情况下允许的dv/dt和di/dt降额系数为：应力考核点产品工作区域B级产品最高重加电压上升率dv/dt、工作区最坏情况85%对应额定值最高阳极电流上升率di/dt 1.3.1.5 门极峰值功率PGM和门极平均功率PGAV 普通晶闸管

23、的门极功率必须限制在一定范围，门极功率下限值要求保证在额定极低温下晶闸管能可靠开通，允许的门极峰值功率和平均功率上限值降额系数为：应力考核点产品工作区域B级产品门极功率峰值PGM、工作区最坏情况 80%对应最大额定值门极功率平均值PGAV返回目录1.4 整流桥降额规范器件应力考核点：反向电压VR、平均电流IFAV、浪涌电流IFMAX、结温TJ1.4.1 器件应力降额1.4.1.1 最高反向峰值电压VR 整流桥通常用作输入整流，在开关机状态（工作区）、电网突变及负载突变等情况下将承受较高反向电压，最坏情况下、工作区允许使用电压的降额系数为：应力考核点产品工作区域B级产品最高反向峰值电压VR产品额

24、定工作点65%额定值工作区最坏情况85%额定值工作区最坏情况 100%额定值1.4.1.2 最大平均电流IFAV、最大浪涌电流IFMAX 整流桥的电流考核分最大平均电流和最大浪涌电流两项，一般情况下只考核平均电流（双管考核单个管芯的平均电流IFAV、单相或三相桥考核总输出电流IO），浪涌电流只在其值大于对应额定值50%时有考核要求（此时应在降额表中填写I2t值）。在换算到同一温度条件下进行比较时，平均电流或浪涌电流的降额系数为：应力考核点产品工作区域B级产品最大平均电流IFAV(或IO) 产品额定工作点70%同等壳温额定值工作区最坏情况85%同等壳温额定值最大浪涌电流IFMAX、工作区最坏情况

25、80%同等壳温额定值 注: 过载工作时的电流应力按工作区最坏情况要求进行考核。1.4.1.3 最高结温TJ 一般情况可以只考核最高稳态结温降额，当浪涌电流有考核要求时追加对最高瞬态结温的考核：应力考核点产品工作区域B级产品最高稳态结温TJ产品额定工作点80%最高允许结温工作区最坏情况85%最高允许结温最高瞬态结温TJ工作区最坏情况95%最高允许结温返回目录1.5 功率二极管降额规范器件应力考核点：反向电压VRM，正向电流IF，结温TJ1.5.1 器件应力降额1.5.1.1 反向电压VRM在正常使用条件及最坏应力情况下，二极管承受的最大反向电压VRM降额必须满足下表：应力参考点产品工作区域B 级

26、产品额定反向耐压500V最大反向电压VRM产品额定工作点85%额定击穿电压VRRMI工作区最坏情况95%额定击穿电压VRRMII工作区最坏情况100额定击穿电压VRRM额定反向耐压500V最大反向电压VRM产品额定工作点75%额定击穿电压VRRMI工作区最坏情况85%额定击穿电压VRRMII工作区最坏情况90额定击穿电压VRRM1.5.3.2 正向电流IF二极管的正向电流的降额包括在正常使用及最坏应力情况下的正向平均电流IFAV的降额，正向重复脉冲电流IFR的降额和在II工作区出现的浪涌电流IFSM的降额，降额必须满足下表：应力参考点产品工作区域B 级产品正向平均电流IFAV产品额定工作点80

27、%相应壳温下的最大平均电流IFAVM(TCU)I、II工作区最坏情况90%相应壳温下的最大平均电流IFAVM(TCU)重复峰值电流IFRI、II工作区最坏情况70%相应壳温下的最大峰值电流IFRM(TCU)浪涌电流IFSII工作区最坏情况70%相应壳温下的最大浪涌电流IFSM(TCU)说明：1）上表中IFAVM(TCU)是正向额定平均电流IFAVM对应壳温TCU的温度降额值，即二极管在该壳温下的最大允许正向平均电流。如果二极管的壳温TCU低于手册中规定测试温度TC时：IFAVM(TCU)IFAVM电流降额值计算如下：DIF =IFAV/IFAVM *100%如果二极管的壳温TCU超过手册中规定

28、测试温度TC时： IFAVM(TC)IFAVM*(TJM-TCU)/(TJM-TC)则电流降额值计算如下：DIF =IFAV/IFAVM*(TJM-TC)/(TJM-TCU)*100%2）如果二极管的正向电流为脉冲电流，则按以下处理：将脉冲电流IFR折算成平均电流IFAV，按正向平均电流IFAV进行降额计算。对脉冲电流IFR的峰值进行降额计算，计算方法同正向平均电流IFAV的计算：降额值为： DIFR=IFR/IFRM*(TJM-TC)/(TJM-TCU)*100%3）对于II工作区出现的浪涌电流IFS，也要进行降额计算，计算方法同正向平均电流：降额值为： DIFS=IFS/IFSM*(TJM

29、-TC)/(TJM-TCU)*100%4）如果二极管为无散热片封装，则上述二极管壳温TCU更换为环境温度TAU，计算方法不变。5）当二极管并联使用时，考虑到二极管温度特性，电流可能出现不均匀分配，因此不能简单地进行电流叠加，二极管的电流降额还需在叠加的基础上再进行降额10（对于同一封装体内互相绝缘的二极管并联和不同封装的二极管并联）或者20（对于不同封装的二极管三管并联）。1.5.3.3 结温TJ在正常使用及最坏应力情况下，二极管达到热平衡时的结温TJ降额必须满足下表：应力参考点产品工作区域B 级产品结温TJ产品额定工作点80最高允许结温TJMI工作区最坏情况85最高允许结温TJMII工作区最

30、坏情况瞬态结温95最高允许结温TJM结温计算方法：结温无法直接测试，只能通过测试器件的环境温度TA或外壳温度TC，通过器件消耗的功率PD，及器件的相应热阻Rthjc或Rthja，计算得出： TJ=TCU+Rthjc*PDPD为二极管消耗的功率，TCU为二极管实际工作壳温，Rthjc为二极管结到壳的热阻。如果二极管为无散热片封装，则计算公式为：TJ=TAU + Rthja*PD TAU为二极管工作环境壳温，Rthja为二极管结到环境的热阻。结温降额如下：DTJ=TJ/TJM*100% 返回目录1.6 信号二极管降额规范器件应力考核点：反向电压VRM，正向电流IF，结温TJ1.6.1 器件简述信号

31、二极管是指额定电流小于1A的二极管，工作在信号电路和控制电路等功耗很小的电路中。信号二极管包括肖特基（信号）二极管和开关二极管。肖特基二极管正向压降低，反向恢复特性好，反向漏电较大，适用于对正向压降和频率响应要求较高的电路中；开关二极管反向恢复时间较短，反向漏电小，适用于对反向耐压和反向漏电要求较高的电路中。1.6.2 器件应力降额1.6.2.1 反向电压VRM在正常使用条件及最坏应力情况下，二极管承受的最大反向电压VRM必须满足下表： 应力参考点 产品工作区域B 级产品反向电压VRMI、II工作区最坏情况90%额定击穿电压VRRM1.6.2.2 正向电流IF在正常使用及最坏应力情况下，二极管

32、的正向平均电流IFAV降额必须满足下表： 应力参考点产品工作区域B 级产品正向平均电流IFAI、II工作区最坏情况 85%相应壳温下的最大平均电流IFAV(TAU)说明：1）如果二极管的壳温TAU低于手册中规定测试温度时：IFAV(TAU)IFAVM IFAVM为二极管手册中规定的最大正向平均电流则电流降额值计算如下：DIFIFAV/IFAVM*100%如果二极管的壳温TAU超过手册中规定测试温度TA时：IFAV(TAU)IFAVM*(TJM-TAU)/(TJM-TA)则电流降额值计算如下：DIFIFAV/IFAVM*(TJM-TA)/(TJM-TAU)*100%2）实际使用时，如果二极管的正

33、向电流为脉冲方式，可折算成平均电流后，进行降额计算。脉冲电流的峰值不能大于二极管额定重复峰值电流IFRM。3）当信号二极管的平均电流不大于额定值的10或20mA时，可以不进行电流降额计算。1.6.2.3 结温TJ在正常使用及最坏应力情况下，二极管达到热平衡时的结温TJ降额必须满足下表：应力参考点产品工作区域B 级产品A 级产品结温TJI、II工作区最坏情况85额定最高结温TJM结温计算方法：结温无法直接测试，只能通过测试器件的环境温度或外壳温度，通过器件消耗的功率，及器件的相应热阻，计算得出。 结温计算如下：TJ=TAU+Tthja*PD TAU为二极管壳温，Tthja为二极管热阻，PD为二极

34、管实际功耗返回目录1.7 稳压二极管降额规范器件应力考核点：稳压电压值VZ；稳压电流IZ；结温TJ1.7.1 器件简述稳压二极管是一种工作在反向击穿状态并保持二极管两端电压稳定的特殊二极管，适用于控制电路中，做电压基准或电压钳位。1.7.3 器件应力降额1.7.3.1 稳定电压范围VZ稳压二极管在规定条件下工作时，稳压值有一定误差，即实际稳压值为VZt% ，t%为手册中规定的误差值。在正常使用条件及最坏应力情况下，稳压二极管设计要求必须满足下表： 应力考核点产品工作区域B级产品设计最小稳压值VZMINI、II工作区最坏情况额定稳压值VZ-t%设计最大稳压值VZMAXI、II工作区最坏情况额定稳

35、压值VZ+t% 对于额定稳压值较低的稳压管，工作电流较小时，稳压值误差较大，在电路设计时一定注意稳压值是否在电路允许范围内，不同厂家的器件要做互换性验证来保证。1.7.3.2 稳压电流IZ在正常使用及最坏应力情况下，稳压二极管中的稳压电流IZ的降额必须满足下表： 应力考核点产品工作区域B 级产品最大工作电流IZMAXI工作区最坏情况80%相应壳温下的最大电流IZM(TAU)II工作区最坏情况95%相应壳温下的最大电流IZM(TAU)稳压管的最大允许电流IZM在手册中没有标明，需计算得出，计算方法如下：当壳温TA25时：IZM(TAU)=IZM=PD/VZ当壳温TA25时：IZM(TAU)=PD

36、/VZ*(TJM-TA)/(TJM-25)其中PD为稳压管额定功耗，VZ为额定稳压值，TAU是稳压管的壳温。稳压电流降额值为：DIZIZMAX/IZM(TAU)100在保证稳压管工作满足降额要求的同时，还要注意稳压管工作特性是否能够满足电路要求。当稳压管的工作电流小于一定值时，稳压管两端的稳压值会低于额定值。因此根据电路对稳压值的要求，保证稳压管有一个合适的最小工作电流IZMIN。1.7.3.3 稳压二极管结温TJ在正常使用及最坏应力情况下，稳压二极管达到热平衡时的结温降额须满足下表：应力考核点产品工作区域B 级产品稳压管结温TJI工作区最坏情况80最高允许结温TJMII工作区最坏情况90最高

37、允许结温TJM结温无法直接测试，需通过测试器件的环境温度或外壳温度，通过器件消耗的功率，及器件的相应热阻，计算得出。降额计算如下 ：实际结温为：TJTAU+PD*RthjaTAU+IZ*VZ*Rthja返回目录1.8 TVS器件降额规范器件应力考核点：最大吸收电流IPM，最大吸收功率PPM，TVS平均功率PAV，钳位电压VC，被保护器件最大耐压VRA1.8.1 器件简述TVS是瞬态电压抑制器件（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR），能够瞬间吸收大功率的电压浪涌，主要用于电网和信号电路中的电压浪涌、雷击、ESD等的抑制和防护。1.8.2 器件应力降额1.8.2.1 TVS最

38、大吸收电流IPM在正常使用条件及最坏应力情况下，TVS吸收的最大吸收电流降额必须满足下表：应力参考点产品工作区域B 级产品最大吸收电流IPMI、II工作区最坏情况90相应壳温下的最大脉冲电流IP(TAU)上表中IP(TAU)为TVS的最大峰值电流对应实际壳温下的温度降额值，当壳温TAU25时:IP(TAU)IPPM IPPM为手册中规定TAU25时的峰值电流当壳温TA25时:IP(TAU)IPPM（TJM-TA）/（TJM-25） TVS吸收电流降额值： DIPIPM/IP(TAU)*100%如TVS器件并联使用，则电流降额在上述基础上，再降额10。1.8.2.2 TVS最大吸收功率PPM在正

39、常使用条件及最坏应力情况下，TVS吸收的瞬时最大功率与额定功率的降额必须满足下表： 应力参考点产品工作区域B 级产品最大吸收功率PPMI、II工作区最坏情况80%相应壳温下的最大功率PP(TAU)上表中PP(TAU)为TVS的额定峰值功率对应实际壳温TAU下的最大允许功率，当壳温TAU25时:PP(TAU)PPPM PPPM为手册中规定TAU25时的峰值吸收功率当壳温TAU25时:PP(TAU)PPPM*（TJM -TAU）/（TJM -25）TVS吸收功率降额值：DPPPM/PP(TAU)*100%如TVS串联或并联使用，则功率降额在上述降额的基础上，再降额10。1.8.2.3 TVS平均功

40、率PAV 如TVS工作在连续状态或连续脉冲状态，则功率降额如下：应力参考点产品工作区域B 级产品平均功耗PAVI、II工作区最坏情况80%相应壳温下的最大平均功率PM(TAU)上表中PM(TAU)为TVS的最大平均功率对应实际壳温TAU下的温度降额值，当壳温TAU25时:PM(TAU)=PM(AV) PM(AV)为手册中规定TAU25时的额定平均功率当壳温TAU25时:PM(TAU)PM(AV)*（TJM -TAU）/（TJM -25）TVS平均功率降额值：DPAPAV/PM(TAU)*100%1.8.2.4 TVS钳位电压VCTVS在实际电路中的钳位电压可以直接测出，也可以根据TVS吸收的电

41、流计算得出: VCVBR+(VCM-VBR)* IPM/IPPM VCM为TVS额定吸收电流条件下的钳位电压，VBR为TVS击穿电压，IPPM为额定吸收电流，IPM为实际吸收的最大电流。1.8.2.5 被保护器件最大耐压VRA在正常使用及最坏应力情况下，被保护器件的最大耐压VRA应大于TVS的钳位电压，TVS的钳位电压与被保护器件的最大耐压的降额关系必须满足下表：应力参考点产品工作区域B级产品TVS钳位电压VCI、II工作区最坏情况90被保护器件耐压VRA被保护器件承受电压的降额值：DVVC/VRA*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吸收，钳位电压与被保护器件的最大

42、耐压的降额值可以根据被保护器件的电压降额要求适当放宽。返回目录1.9 发光二极管、数码管降额规范器件应力考核点：正向脉冲峰值电流IFAVM，正向平均电流IFAV，环境温度TA1.9.1 器件简述发光二极管和数码管是由一些能发出可见光的芯片（如：GaAsP、GaP等）和透明的封装材料构成的二极管，用于电路工作状态指示、输出数据显示等。发光二极管有不同颜色（如：红色、绿色、黄色）单独封装和双管（双色）封装（如：3mm、5mm、25mm），数码管有一位和多位封装。1.9.2 器件应力降额1.9.2.1 正向峰值电流IFAVM和正向平均电流IFAV在正常使用及最坏应力情况下，发光二极管、数码管正向峰值

43、电流IFAVM和正向平均电流IFAV降额必须满足下表： 应力参考点产品工作区域B 级产品正向峰值电流IFAVMI、II工作区最坏情况85%相应壳温下的最大电流IFM(TAU)正向平均电流IFAVI、II工作区最坏情况85%相应壳温下的最大电流IF(TAU)说明：1）IF(TAU)是发光二极管、数码管在相应环境温度TAU下的最大平均电流，如果环境温度TAU25， IF(TAU)IF当环境温度TA25时，IF(TAU)IF*(TJM-TAU)/(TJM-25)电流降额值计算如下：DIFIFAV/IF*(TJM-25)/(TJM-TAU)*100% （通常TJM=85）2）实际使用时，如果发光二极管

44、或数码管的正向电流为脉冲方式，则折算成平均电流进行降额计算后，还要对峰值电流进行相应的降额计算，计算方法同正向平均电流: DIFMIFAVM/IFM*(TJM-25)/(TJM-TAU)*100% （通常TJM=85）3）在特殊使用条件下，如果发光二极管或数码管的使用环境温度较高，并且产品对亮度衰减和胶体颜色变化不敏感，则电流降额如下规定: IFM 5mA TJM85时1.9.2.2 反向电压VR发光二极管、数码管只能承受较低的反向电压，在使用时应避免发光管和数码管承受反向电压。如不能避免产生反向电压，应采取保护措施，将反向电压限制在4V以内。1.9.2.3 环境温度TAU在最坏应力条件情况下

45、，发光二极管、数码管的环境温度TAU必须满足下表：应力参考点产品工作区域B 级产品环境温度TAU I、II工作区最坏情况65 返回目录1.10 三极管降额规范器件应力考核点：集电极电压VCE，集电极电流ICAV，结温TJ1.10.1 器件简述三极管是一种电流控制型的双极型放大器件，在功率电路和信号电路中信号用于功率放大、信号放大、逻辑控制等。三极管包括功率三极管、信号三极管、逻辑三极管，按类型分为NPN和PNP及相应的达林顿三极管。以上几种三极管均适用于此规范。1.10.2 器件应力降额1.10.2.1 集电极电压VCE在正常使用条件及最坏应力情况下，三极管承受的最大集电极电压VCE降额必须满

46、足下表：应力参考点产品工作区域B 级产品集电极电压VCE产品额定工作点80%额定集电极电压VCEOI工作区最坏情况85%额定集电极电压VCEOII工作区最坏情况90%额定集电极电压VCEO降额计算如下：DVVCE/VCEO*100%其中：VCE为三极管工作中承受的最大集电极电压，VCEO为三极管额定集电极耐压。功率三极管按照额定工作点和I、II工作区最坏应力情况降额计算。信号电路应用的三极管按照额定工作点降额计算。1.10.2.2 集电极电流ICAV在正常使用条件及最坏应力情况下，三极管平均集电极电流ICAV降额必须满足下表： 应力参考点产品工作区域B 级产品集电极平均电流ICAV产品额定工作

47、点85%相应壳温下的最大集电极电流IC(TCU)I、II工作区最坏情况90%相应壳温下的最大集电极电流IC(TCU)降额计算如下：当三极管壳温25时，IC(TCU)IC IC为三极管在25时的额定平均集电极电流降额值为 DICICAV/IC*100%当三极管壳温25时，IC(TCU)IC*(TJM-TCU)/(TJM-25)降额值为 DICICAV/IC*(TJM-25)/(TJM-TCU)*100% 适用有金属散热片三极管或为 DICICAV/IC*(TJM-25)/(TJM-TAU)*100% 适用无金属散热片的塑封三极管其中 ICAV为三极管集电极最大平均工作电流，IC为三极管最大额定集

48、电极电流，TJM为三极管最高结温，TCU为三极管壳温，TAU为三极管环境温度。如三极管工作在脉冲电流（脉冲电流为ICP）状态，将脉冲电流折算成平均值后按平均电流降额，同时要求最大脉冲工作电流峰值低于三极管额定重复脉冲电流ICM。功率三极管按照额定工作点和I、II工作区最坏应力情况降额计算。信号电路应用的三极管按照额定工作点降额计算。1.10.3.3 结温TJ在正常使用及最坏应力条件下，三极管达到热平衡时的结温TJ降额必须满足下表：应力参考点产品工作区域B 级产品结温TJ产品额定工作点80最高允许结温TJMI工作区最坏情况85最高允许结温TJMII工作区最坏情况瞬态结温95最高允许结温TJM结温

49、计算方法：结温无法直接测试，只能通过测试器件的环境温度或外壳温度，通过三极管消耗的功率，及器件的相应热阻，计算得出。三极管消耗的功率包括基极消耗功率和集电极消耗功率。计算结温 TJ=TC+Rthjc*PD 适用有金属散热片的三极管或 TJ=TA+Rthja*PD 适用无金属散热片的塑封三极管TC为三极管壳温，TA为三极管环境温度，PD为三极管功耗，Rthjc和Rthja为三极管热阻结温降额 DTTJ/TJM*100%功率三极管按照额定工作点和I、II工作区最坏应力情况降额计算。信号电路应用的三极管按照额定工作点降额计算。1.10.3.4 B-E间最大反向电压VEB在正常使用及最坏应力情况下，三

50、极管B-E极间最大反向电压VEB不能超过三极管额定发射结最大反向耐压VEBO。1.10.3.5 三极管基极电流IBP在正常使用及最坏应力情况下，三极管最大基极电流IBP不能超过三极管额定基极电流IB。1.10.3.6 安全工作区SOA三极管工作在放大状态时，安全工作区的电流、电压降额必须满足下表：产品工作区域应力参考点B 级产品产品额定工作点电压VCE75安全工作区电压VSOA电流IC70相应温度下的安全工作区电流ISOAI、II工作区最坏情况电压VCE85安全工作区电压VSOA电流IC80相应温度下的安全工作区电流ISOA上表中IC和VCE分别是三极管处于放大状态时所承受的最大集电极电流和最

51、大集电极电压，安全工作区电压VSOA是三极管安全工作区曲线中对应的电压值。相应温度下的安全工作区电流ISOA是三极管安全工作区曲线中对应电流值按温度降额后的电流值。如三极管的壳温25，则上表中的ISOA是安全工作区对应的电流值。如三极管的壳温25，则上表中的ISOA是安全工作区对应的电流值在相应温度下降额后的电流值。安全工作区对应的电流在相应温度下的降额方法与集电极平均电流的温度降额方法相同。功率三极管按照额定工作点和I、II工作区最坏应力情况降额计算。信号电路应用的三极管按照额定工作点降额计算。返回目录第二章 IC类器件2.1数字集成电路降额规范器件应力考核点：电源电压Vcc；工作频率f；结

52、温Tj 2.1.1 器件简述处理数字信号的电路称为数字电路。这里所谓的处理包括信号的产生、放大、传送、变换、存储等。数字集成电路包括DSP、CPU、MCU、CPLD、Memory，Standard Logic 和Interface等。从工艺角度来讲，数字集成电路主要有双极器件、MOS器件和BiCMOS器件（Bipolar和CMOS工艺的结合）。2.1.2 器件应力限制2.1.2.1 电源电压在最坏的情况下，电源电压VCC必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品电源电压VCCI、II工作区最坏情况最小额定工作电压电源电压VCC最大额定工作电压2.1.2.2 工作频率（DSP、CPU和MCU适

53、用）在最坏的情况下，工作频率必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品工作频率I、II工作区最坏情况最大额定工作频率2.1.2.3 结温Tj在最坏的情况下，最高结温Tj必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品结温TjI、II工作区最坏情况85%最高容许结温Tjmax返回目录2.2 运放、比较器降额规范器件应力考核点：电源电压Vcc；输入端电压Vin；输出电流Io；结温Tj。2.2.1 器件简述集成运放是一种集成多级放大电路，具有电压增益极高，输入阻抗大，输出阻抗小，温度漂移小等优点。因其极高的信号增益和输入阻抗，极小的输出阻抗，在使用上比起一般放大器已发生质的飞跃，已具有了数字运算特征，

54、可广范应用于模拟运算、有源滤波、信号产生与变换等各种电子系统中。比较器也属一种多级放大电路，是集成运放专做电压比较用的一种，其电路参数较集成运放有一定的特殊性，比较器具有较快的输出响应，较小的输出延时。在使用上，比较器一般用于信号的比较，如过欠压的保护电路中。该规范覆盖有精密运放、通用运放、高阻宽带运放、仪表放大器、隔离放大器、通用比较器、高速比较器等。2.2.2 器件应力限制2.2.2.1 电源电压Vcc在最坏的情况下，电源电压Vcc必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品电源电压VccI、II工作区最坏情况100%最小电源电压Vcc90%最大电源电压注：对于最大额定电压低于或等于7V的

55、器件，按厂家手册推荐的范围使用。对于最大额定电压大于7V的器件，按上表要求降额。2.2.2.2 输入端电压Vin在最坏的情况下，输入端电压Vin必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品输入端电压VinI、II工作区最坏情况-0.3VVin100%电源电压Vcc注：-0.3V是相对于供电中的最低电位。2.2.2.3 输出电流Io在最坏的情况下，输出电流Io必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品输出电流IoI、II工作区最坏情况90%最大输出电流注：对资料没有提供容性负载的，禁止输出直接加容性负载，此可能引起输出振荡。Io电流分Isource，Isink电流2.2.3.4 结温Tj在最坏

56、的情况下，工作结温Tj必须满足下表：应力考核点产品工作区域B级产品结温Tj额定工作点最坏情况80%最高允许结温I工作区最坏情况85%最高允许结温II工作区最坏情况95%最高允许结温返回目录2.3 光耦，SSR降额规范2.3.1 器件简述光耦、SSR是一种混合IC器件，其内部通过“电光电”转换过程，实现输入和输出信号间的电隔离。是重要的安规器件。光耦的隔离能力一般由封装形式决定，输入输出间距越大，隔离能力越强。所以减小尺寸与隔离能力是相互矛盾的。按实际的使用，光耦一般可分为下面几种类型A. General Optocoupler通用光耦。专业名称Phototransistor Output，它的

57、基极电流直接由光接收器得来。这种光耦的特点是工艺简单，价格便宜，但是速度慢。传输速率一般不超过50kBd。其可以分为有基极和无基极两种输出方式，见图1、2图1、无基极 图2、 有基极这两种输出方式没有本质区别。应用方面稍有不同：有基极的在应用中可以把基极通过电阻接地，这样可以提高光三极管的截止速度，但是容易引入地电平干扰。RBE越小，CTR越小。B. High Speed Optocoupler高速光耦。通常速度较高，一般在50kBd1MBd以上，其特点是基极电流由光敏二极管得来，这样能够获得较高的速度。提供OC、模拟输出。图3、高速光耦结构C. Logic Gate Optocoupler逻辑门光耦。这种光耦速度最快，可达到5MBd至20MBd以上，也就是超高速光耦。内部集成光敏二极管和IC detector。输出一般是逻辑电平，也有OC输出的型号。厂家通常不标CTR参数。适合高速数据传输。图4、逻辑门光耦结构D. Gate Drive Optocoupler集成驱动光耦。实际上也是一种IC输出类型。最大的特点就是提供