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贴片二极管、贴片三极管如何对*大额定值减额设计使用?

工程师在对电路进行可靠性设计时,如何对*大额定值减额,是可靠性设计中的重要问题。系统设计阶段需要考虑的减额项目因器件种类而异。其中包括电压、电流、功率、负载等电应力的减额,温度、湿度等环境条件,或振动和冲击等机械应力的减额等。关于可靠性设计时应注意的减额标准例子见表1。

关于*大额定值,半导体器件的*大额定值通常规定为“*大额定值”,必须严格注意不能超过各类型*大额定值表中所表示的数值。例如,从 JIS C 7030的定义中摘录的内容如下所示。

所谓的*大额定值,是指适用于任何一种三极管的工作条件和环境条件的临界值,是根据已公布的有关该三极管的标准来决定的。在任何条件下都不能超过该临界值。这些数值都是由三极管生产商长电科技决定的,长电科技保证:只要在小于等于这些临界值的条件下使用,就能够充分发挥产品作用。(依据 JIS C 7030)

如果不小心超过了*大额定值就会直接导致该产品的恶化或损坏,即使稍后再工作也会严重缩短其寿命。所以在设计使用半导体器件的电子电路时,必须注意在使用中无论外部条件如何变化都不能超过该器件指定的*大额定值。此外,这些*大额定值的各个项目之间大多密切相关,因此必须特别注意不要使各个项目同时达到*大额定值。例如,当对使用的三极管外加电流、电压时,虽然都不超过*大额定值,但功耗却是两者的乘积,这个数值必须保持在该三极管的集电极损耗容限范围内。此外,不仅要注意直流*大额定值,还必须注意脉冲用途情况下的安全工作区(SOA)、负载轨迹、峰值电压和电流。

表 1 减额设计标准例子注 1

减额要素注 2 三极管 二极管
温度 结温 小于等于 110℃(Tj≤60℃) 同左
器件环境温度 Ta=0~45℃ 同左
其他 功耗、环境温度、散热条件 Tj=PD× RθJA +Ta
湿度 相对湿度 RH=40~60% 同左
其他 一般在因温度急剧变化等而产生结露的情况下,要对印刷电路板采取涂层处理。
电压 耐压 *大额定值×0.8或 0.8以下 同左
过电压 采取防过压措施(包括静电击穿)。
电流 平均电流 IC×0.5或 0.5以下 同左
峰值电流 iC(peak)×0.8或 0.8以下 iF(peak)×0.8或0.8以下
功率 平均功率 *大额定值×0.5或 0.5以下(特别是功率系列三极管)
脉冲注 3 SOA 不超过产品目录的*大额定值
电涌 ≤iC(peak) ≤iF(peak)

[注意事项]

1.不包括特殊的使用条件。
2.要尽可能同时满足上述减额要素。
3.通常,在过渡状态下,电涌等峰值电压、电流、功率和结温不能超过*大额定值,为提高可靠性,减额可设定为上述的平均值。
在设备的设计阶段,需在确保可靠性的基础上考虑上述减额标准。当难以将值设定在这些标准所规定的范围内时,需要考虑其他方法,如选择*大额定值更高的器件等。

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