200 i7S

Рис. 8.7. Зависимость ИО СПП от температуры:

1 (0,6)-диоды [8.16]; 2 (0.7)-транзисторы [8.27]; 3 (0,75)-тиристоры [8.17]; 4 (1,7) - тиристоры и симисторы в пластмассовых корпусах [8.18]; 5 (0,62)-диоды [8.19]; 6 (0,75)-диоды ВЛ-200 [8.8]; 7-стандарт США MIL-HDBK = 217 В по данным ; 8 (0,75) -тиристоры [8.21]; 9 (0,65)-тиристоры [8.20]; 10 (0,5)-тиристоры " [8.8]; и (0,73)-диоды [8.26]; 12 (0,3)-тиристоры [8.22]; 13 (0,5)-тиристоры

ТВ-:

[8.23]; 14 (0,55)-тиристоры Т10-25 [8.87]

ЦТ, lI) = -k{T)exp\U{c-\-dlkl)\,

(8.2)

где с и d-константы.

Формула (8.2) соответствует модели Эйринга, из которой (8.1) вытекает как частный случай. В ряде работ 354

используется более простая степенная зависимость ИО от напряжения [8.28]:

ЦТ, а}=ЦТ){и1иу, (8.3)

где urm=mm{udrm, Urrm}-Значение у согласно [8.28] равно 4,5. Однако в [8.28] это значение взято из работы [8.29], анализ которой показывает, что соответствующие данные получены на основе 48-часовых испытаний маломощных тиристоров типов КУ201, КУ202 в «ждущем» p„c. 8.8. Зависимость ИО СПП от загруз-режиме, т.е. относятся к пе- ки приборов по напряжению:

рИОДу приработки и к сне- -[2.10]; 2~ [8.20]-тиристоры; i-[8.18]

циальному режиму лабораторных испытаний. Что касается СПП, то для них сведения о зависимости ИО от напряжения получены в [8.8, 8.14] путем обработки и обобщения графических данных из работ [2.10, 8.16-8.21, 8.23, 8.25]. Результаты представлены на рис. 8,8. Из рисунка следует, что зависимость ИО от отношения U/Urm может быть описана выражением (8.3), но с переменным значением у:

f\,2~2 при 0,8С С/«м<1;

0,7-1,3 при 0,25 С С/км<0,8; (8.4)

10,5-0,8 при 0,IU/Urm<0,25.

Из соотношения (8.4) и рис. 8.8 вытекает, что чем ближе прикладываемое к прибору напряжение к своему предельно допустимому значению, тем большее ускоряющее действие оно оказывает.

Зависимости ИО от температуры и напряжения, приведенные выше, следует использовать с известной осторожностью, учитывая следующие обстоятельства:

а) данные зависимости, полученные одним изготовителем, нельзя механически распространять на приборы другого изготовителя, а иногда и на СПП того же изготовителя, но выпущенные в другое время;

б) зависимости такого рода часто получают при повышенных температурах, когда преобладает один механизм отказа, затем экстраполируют их в сторону меньших температур, а между тем в другом температурном диапазоне могут измениться вклады других механизмов отказа;

в) зависимость вида (8.3) может быть результатом влияния не только температурных, но и других факторов (например,.

механических воздействий, влажности и пр.), при этом дополнительные факторы могут существенно изменять «кажущуюся» энергию активации.

Вопрос о влиянии других (кроме температуры и напряжения) факторов внешних воздействий на ПН для СПП рассматривался в работах [8.20, 8.31]. В [8.20] зависящая от температуры и напряжения ИО ХТ, U) для учета влияния других факторов умножается на некоторые коэффициенты:

Х=Х{Т, U)-SW-PyEMQual, (8.5)

где SW-коэффициент, учитывающий влияние коммутационных потерь (для диодов SW отсутствует); Pic-коэффициент, учитывающий влияние циклирования; Qual-коэффициент уровня качества; ЕМ-коэффициент, учитывающий влияние окружающей среды на ИО.

Согласно данным [8.20] коэффициент Рус можно считать равным 1 практически до конца полезной жизни прибора, а значение фактора ЕМ близко к 0,1 для многих областей применения СПП. Заметим, что это заведомо не так для приборов в пластмассовых корпусах, где влажность увеличивает ИО. так же, как и температура [8.31]. Что же касается фактора SW, то его значение лежит в диапазоне 1-100. Подчеркнем, что значение >.(Г, U), являющееся исходным для (8.5),соответствует режимам работы с di/dt50 А/мкс. В таких же больших пределах (1-100), как и SW, изменяется по данным [8.20] й коэффициент Qual. Формула (8.5) представляет собой один из вариантов применения коэффициентного метода расчета ИО. Другой вариант изложен в работе [8.30], которую подробно рассмотрим в § 8.5.

Показатели надежности СПП в циклических режимах работы. В соответствии с классификацией РЭ СПП основным ПН в циклических режимах является число циклов тех или иных воздействий, выдерживаемое приборами до отказа (общее обозначение Л). Рассмотрим сначала режим термоциклирования. Этот режим был изучен одним из первых, поскольку приборы первого поколения имели паяные контактные соединения, которые в условиях термоциклирования сравнительно быстро разрушались. Было установлено [1.2], что

Nf~KФJ{T)•", , (8.6)

где Ф„ т-константы, зависящие от типа СПП и диапазона циклирования; ДТ-перепад средней температуры за один цикл. Кроме степенной возможна и экспоненциальная зависимость величины Nc от AT [8.32]

N, = Nexp{~aAT), (8.7)

где и а-константы, зависящие от типа СПП.