Jump to content

    
Sign in to follow this  
prst

Старение IGBT в инверторе и изменения параметров

Recommended Posts

Какое то сомнительное обьяснение. Деградация от температуры у полупроводников должна сопровождаться изменением электрических параметров. Про "хрупкость" Вам тот инженер говорил?

Нет, сам пытал его зависимостью от температуры. Что слышал, то говорю. Каждые 5-6 градусов вверх снижают срок службы вдвое. Электрические параметры гарантируются при максимальных заявленных температурах в дейташите в течении срока службы, который, кстати, невелик.

 

Деградация от температуры у полупроводников должна сопровождаться изменением электрических параметров.

Хорошо, затвор МОСФЕТ насколько полупроводник? Какие электрические параметры Вы хотите проверить?

Share this post


Link to post
Share on other sites
про деградацию хорошо у Semikron расписано

 

На сайте Semikron ничего конкретного не нашел.

Но вот статейка от них довольно интересная.

Особенно там интересно утверждение, что увеличение потерь в следствии деградации это процесс с положительной обратной связью.

Значит очень быстрый.

 

Т.е. внешний наблюдатель либо вообще не видит плавного увеличения потерь за какое-то продолжительное время, например год.

Либо видит неожиданные выходы из строя.

 

 

 

. Что слышал, то говорю. Каждые 5-6 градусов вверх снижают срок службы вдвое. Электрические параметры гарантируются при максимальных заявленных температурах в дейташите в течении срока службы, который, кстати, невелик.

 

Ну вы бы ссылку которую дали выше на IXYS посмотрели бы.

Там формула дана, гадать не надо. Называется это acceleration factor.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Нет, сам пытал его зависимостью от температуры. Что слышал, то говорю. Каждые 5-6 градусов вверх снижают срок службы вдвое.

Думаю, этот вопрос освещен, только не в той литературе. В литературе для технологов. Испытания всегда проводили при повышенной температуре и максимальных параметрах. Не ждать же 10 лет.

Но по опыту, правда советских времен, могу сказать, что производители по влиянию ниже предельных по какому то отдельному параметру могут ничего и не знать.

А те кто знает, из потребителей, не скажет.

 

Хорошо, затвор МОСФЕТ насколько полупроводник? Какие электрические параметры Вы хотите проверить?

На треть - "П", например, емкость.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но вот статейка от них довольно интересная.

Особенно там интересно утверждение, что увеличение потерь в следствии деградации это процесс с положительной обратной связью.

Значит очень быстрый.

В статье в основном про циклический процесс разогрева-охлаждения, тут даже сталь сломается, не то что кремний.. Но полупроводник и от электрики сломаться может.

 

Ну вы бы ссылку которую дали выше на IXYS посмотрели бы.

Вы бы еще цифры в таблицах посмотрели, AF = 1@125C и не парили мозг.

 

Думаю, этот вопрос освещен, только не в той литературе. В литературе для технологов. Испытания всегда проводили при повышенной температуре и максимальных параметрах. Не ждать же 10 лет.

 

Но по опыту, правда советских времен, могу сказать, что производители по влиянию ниже предельных по какому то отдельному параметру могут ничего и не знать.

А те кто знает, из потребителей, не скажет.

 

На треть - "П", например, емкость.

Ошибаетесь насчет технологов и испытаний, испытания проводятся на пределе для максимально достоверного числа измерений для параллельной выборки. И ждут тысячи часов, причем чаще всего безрезультатно (нет отказов ни одного из параллельно испытываемого элемента).

По емкости будьте уверены, что параметры элемента будут в рамках дейташита до отказа. По ним отказ не предсказать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
По емкости будьте уверены, что параметры элемента будут в рамках дейташита до отказа. По ним отказ не предсказать.

Тогда это влияние не диффузии, а старения диэлектрика, для которого главный фактор напряженность - напряжение.

И влияние резко нелинейное. Можно посмотреть данные по схожим диэлектрикам или использовать при 0,7 от испытательного напряжения.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ошибаетесь насчет технологов и испытаний, испытания проводятся на пределе для максимально достоверного числа измерений для параллельной выборки. И ждут тысячи часов, причем чаще всего безрезультатно (нет отказов ни одного из параллельно испытываемого элемента).

Угу, подтверждаю. Однажды встряли в такие испытания. 5 лет в подвале стояла установка, ответственная дивчина раз в неделю спускалась, осматривала 1000 шт и заносила в журнал. По мере испытаний и ресурс нам изготовители расширяли поэтапно.

 

Но это компоненты. Сложные изделия могут и по-другому немного.

Сделали 10 самолетов и налетали они по 2000 час. Вот сходит серийный и ему назначают 1000часов. Кончились 1000часов, а те первые налетали уже 3000х10=30000 час совокупного ресурса. Появилась статистика мелких поломок. Значит серийному продляют до 3000тыс или даже больше. Так, несколько первых всегда "летят впереди", наматывая опытный ресурс для серии сзади. Начали ломаться первые - ограничения по ресурсу и для серии окончательно назначают. А модели бывают живучие. Некоторые по 30-50 лет в лету. Планеры живут, начинка модернизируется.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Дело, как всегда, подходит к жестокому спору о терминологии.

 

Итак, что тогда вы называете отказом? Или наоборот, какие мнения о переводе термина Failure.

 

Мое мнение, что нет воздействующих факторов на параметры дивайса кроме тех, что перечислены в отчете IXYS по видам отказов.

А значит нет никакого практического старения в другом смысле чем у IXYS.

Я не буду настаивать на истенности именно моей трактовки терминологии, как я уже выше писал, ранее мне с этим не приходилось тесно сталкиваться, а по сему допускаю что где-то неверно выражаюсь, но с мысл думаю вы поняли.

А смысл в том, что, если к примеру есть значение наработки на отказ, то это не то что я ищу.

Мне нужно знать например как измениться емкость затвора, время открывания-закрывания, падение напряжения коллектор-эммитер и т д через к примеру 5 или 10 лет, то есть те самые величины которые можно просимулировать или попытаться воспроизвести на реальном устройстве.

При этом устройство должно быть также рабочим, но лишь с ушудшенными/улучшенными параметрами в целом. А так как это инвертор то это все прямолинейно отразится на эффективности.

Да, я прекрасно понимаю что это очень редкие данные, однако надеюсь что кто-то их встречал в силу опытности и большого кол-ва просмотренного материала.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы бы еще цифры в таблицах посмотрели, AF = 1@125C и не парили мозг.

 

Цитировать надо точнее, уважаемый.

Там написано: Total Equivalent Device Hours @ 125°C {AF eq. (1)}

 

Это означает, что AF считали по формуле 1 а не то, что AF=1

 

А смысл в том, что, если к примеру есть значение наработки на отказ, то это не то что я ищу.

 

Искать, конечно можно.

 

Но мне приходит в голову такая аналогия:

 

Вот стреляют дробью, перед этим метко прицеливаются (оружие считаем пристреляно, "просимулировано").

Дробь разлетается, на нее воздействует непредсказуемый ветер, состояние воздуха и т.д. В цель попадает какой-то процент.

И стрелку говорят: чтобы лучше попадать есть такая нужная коррекция на старение дроби, ну дескать изменение ее веса вследствие распада изотопов свинца и все такое.

Смешно, да?

 

Хотя в маркетинговом плане звучало бы привлекательно - "дробь с предкоррекцией траектории учитывающей старение"

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ошибаетесь насчет технологов и испытаний, испытания проводятся на пределе для максимально достоверного числа измерений для параллельной выборки. И ждут тысячи часов, причем чаще всего безрезультатно (нет отказов ни одного из параллельно испытываемого элемента).

Это противоречит тому, что я написал?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но это компоненты. Сложные изделия могут и по-другому немного.

Сделали 10 самолетов и налетали они по 2000 час. ....

а ведь 10*2000 и 1*20000 ведь результат разный будет? если например через 20тыс. часов что-то где-то разваливается из-за усталости металла, а на 2тыс. усталость металла никак себя не проявляет ни в одном образце. так же и транзистор, если за год работы из 1000 шт. сгорело 1 шт. , то через 10 лет из 100 шт. может и 50 сгорят.

У нас применяют эквивалент 1000 шт за год как 10 шт. за 100 лет при подсчете работы аппаратуры без ложных действий (не отказов).

пс- кстати в одной из пдф видел примерно такую фразу - материал хороший, но новый и неиспытанный, посмотрим что будет через 10 лет.

ПСПС - есть стандарты MIL по расчету и прогнозированию подобных "старений" и множество литературы, из любопытства посмотрите книгу mil-hdbk-338b и http://documentation.renesas.com/doc/produ...liabilityhb.pdf

ну и массу в гугле practical reliability handbook

Share this post


Link to post
Share on other sites
из любопытства посмотрите книгу http://documentation.renesas.com/doc/produ...liabilityhb.pdf

 

Кстати тоже показательно.

Смотрим на Bathtub Curve (U-кривая надежности) где начинается период повышения процента отказов из-за износа (старения).

И там сказано, что этот период не входит в гарантируемое производителем время работы.( значит и в отчеты не входит и никто дальше не экспериментирует).

 

А до этого периода кривая снижается!

Т.е. при правильно выбранном ресурсе ни о какой плавной деградации речи быть не может.

А если она обнаружена значит превышен ресурс детали и тут уже коррекции не помогут потому что все идет в разнос.

Share this post


Link to post
Share on other sites

вероятнее всего деградация происходит так - ПШШИК!

мощные npn транзисторы большой мощности советского пр-ва, вытащенные из коробочки отбраковываются моментально - или работает или горит за 5 минут, те, что не горят за 5 минут работают лет 5...10 уже.

Share this post


Link to post
Share on other sites
пс- кстати в одной из пдф видел примерно такую фразу - материал хороший, но новый и неиспытанный, посмотрим что будет через 10 лет.

ПСПС - есть стандарты MIL по расчету и прогнозированию подобных "старений" и множество литературы, из любопытства посмотрите книгу mil-hdbk-338b и http://documentation.renesas.com/doc/produ...liabilityhb.pdf

ну и массу в гугле practical reliability handbook

Во, вот это уще несколько ближе. На стр 115 нашел график степени диградации от кол-ва часов наработки, и как это влияет на смещение напряжения в MOS FET - "Figure 4.15 Supply Voltage (Drain Voltage) Dependency of Degradation"

Share this post


Link to post
Share on other sites
Во, вот это уще несколько ближе. На стр 115 нашел график степени диградации от кол-ва часов наработки, и как это влияет на смещение напряжения в MOS FET - "Figure 4.15 Supply Voltage (Drain Voltage) Dependency of Degradation"

 

Назвать это старением будет трудновато. Там же уже через час была критическая деградация.

Просто форсированный износ на запредельных напряжениях.

Применить фактор акселерации к этим результатам тоже невозможно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитировать надо точнее, уважаемый.

Там написано: Total Equivalent Device Hours @ 125°C {AF eq. (1)}

 

Это означает, что AF считали по формуле 1 а не то, что AF=1

 

Из любви к точности:

 

AF=exp{Ea*[(T2-T1)/(T2*T1)]/k} (1)

 

Ea: activation energy;

@ HTRB Ea = 1.0 eV

@ HTGB Ea = 0.4 eV

 

k: Boltzmann’s constant 8.6*10^-5 eV/K

T1: abs. application junction temperature (273+Tj) K

T2: abs. test junction temperature (273+Tj) K

 

При T1=T2 получите AF=1

 

Это противоречит тому, что я написал?

Технологи решают как сделать надежно из имеющихся компонентов, а не занимаются вопросами надежности. Возможно Вы имели в виду технологов полупроводников?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this