硬件系统的可靠性设计(15)

详细讲解了在硬件系统设计过程中,如何进行可靠行的设计。系统的可靠性是由多种因素决定的,影响系统可靠、安全运行的主要因素来自于系统内部和外部的各种电气干扰,以及系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。可靠性的高低涉及产品活动的方方面面,包括元器件采购、检验、设备设计、生产、工程安装、维护等各个环节。

fit表示10－9/h

表xxx 电子元器件的失效率

4.2 元器件失效机理

元件的失效直接受湿度、温度、电压、机械等因素的影响。

温度影响：

环境温度是导致元件失效的重要因素。

温度变化对半导体器件的影响：构成双极型半导体器件的基本单元P-N

结对温度的变化很敏感，当P-N结反向偏置时，由少数载流子形成的反向漏电流受温度的变化影响，其关系为：

式中：ICQ―――温度T0C时的反向漏电流

ICQR――温度TR℃ 时的反向漏电流

T－TR――温度变化的绝对值

由上式可以看出，温度每升高10℃，ICQ将增加一倍。这将造成晶体管放大器的工作点发生漂移、晶体管电流放大系数发生变化、特性曲线发生变化，动态范围变小。

温度与允许功耗的关系如下：

式中：PCM―――最大允许功耗

TjM―――最高允许结温 T――――使用环境温度 RT―――热阻

由上式可以看出，温度的升高将使晶体管的最大允许功耗下降。

由于P-N结的正向压降受温度的影响较大，所以用P-N为基本单元构成的双极型半导体逻辑元件（TTL、HTL等集成电路）的电压传输特性和抗干