GB 35-93元器件可靠性降额准则国家标准.

元器件可靠性降额准则

GJB/Z 35－93

1 范围

1.1 主题内容

本标准规定了电子、电气和机电元器件（以下简称元器件）在不同应用情况下应降额的参数及其量值；同时提供了若干与降额使用有关的应用指南。

1.2 适用范围

本标准适用于军用电子设备的设计。其它电子设备可参照使用。

2引用文件

GJB450－88 装备研制与生产的可靠性通用大纲

GJB451－90 可靠性维修性术语

GJB/Z 299A－91 电子设备可靠性预计手册

3定义

除下列术语外，本标准所用的其他术语及其定义见GJB451。

3.1 降额derating

元器件使用中承受的应力低于其额定值，以达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。通常用应力比和环境温度来表示。

3.2 额定值rating

元器件允许的最大使用应力值。

3.3 应力stress

影响元器件失效率的电、热、机械等负载。

3.4 应力比stress ratio

元器件工作应力与额定应力之比。应力比又称降额因子。

4一般要求

4.1 降额等级的划分

通常元器件有一个最佳降额范围。在此范围内，元器件工作应力的降低对其失效率的下降有显著的改善，设备的设计易于实现，且不必在设备的重量、体积、成本方面付出大的代价。

应按设备可靠性要求、设计的成熟性、维修费用和难易程度、安全性要求，以及对设备重量和尺寸的限制等因素，综合权衡确定其降额等级。在最佳降额范围内推荐采用三个降额等级。

a.Ⅰ级降额

Ⅰ级降额是最大的降额，对元器件使用可靠性的改善最大。超过它的更大降额，通常对元器件可靠性的提高有限，且可能对设备设计难以实现。

Ⅰ级降额适用于下述情况：设备的失效将导致人员伤亡或装备与保障设施的严重破坏；对设备有高可靠性要求，且采用新技术、新工艺的设计；由于费用和技术原因，设备失效后无法或不宜维修；系统对设备的尺寸、重量有苛刻的限制。

b.Ⅱ级降额

Ⅱ级降额是中等降额，对元器件使用可靠性有明显改善。Ⅱ级降额在设计上较Ⅰ级降额易于实现。

引起装备与保障设施的损坏；有高可靠性要求，且采用了某些专门的设计；

需支付较高的维修费用。

c.Ⅲ级降额

Ⅲ级降额是最小的降额，对元器件使用可靠性改善的相对效益最大，但可靠性改善的绝对效果不如Ⅰ级和Ⅱ级降额。Ⅲ级降额在设计上最易实现。

Ⅲ级降额适用于下述情况：设备的失效不会造成人员的伤亡和设施的破坏；设备采用成熟的标准设计；故障设备可迅速、经济地加以修复；对设备的尺寸、重量无大的限制。

4.2 不同应用推荐的降额等级

根据4.1条的规定，对不同应用推荐的降额等级见表1。

表1 不同应用的降额等级

降额等级

应用范围

最高最低

航天器与运载火箭ⅠⅠ

战略导弹ⅠⅡ

战术导弹系统ⅠⅢ

飞机与舰船系统ⅠⅢ

通信电子系统ⅠⅢ

武器与车辆系统ⅠⅢ

地面保障设备ⅡⅢ

4.3 降额的限度

降额可有效地提高元器件的使用可靠性，但降额是有限度的。通常，超过最佳范围的更大降额，元器件可靠性改善的相对效益下降，见附录A（参考件）。而设备的重量、体积和成本却会有较快的增加。有时过度的降额会使元器件的正常特性发生变化，甚至有可能找不到满足设备或电路功能要求的元器件；过度的降额还可能引入元器件新的失效机理，或导致元器件数量不必要的增加，结果反而会使设备的可靠性下降。

4.4 降额量值的调整

不应将本标准所推荐的降额量值绝对化。降额是多方面因素综合分析的结果。本标准规定的降额值考虑了设计的可行性和与可靠性要求相吻合的设计限制。在实际使用中，由于条件的限制，允许降额值作一些变动，即某降额参数可与另一参数彼此综合调整，但不应轻易改变降额等级（如从Ⅰ级降额变到Ⅱ级降额）。某些情况下，超过本标准规定的降额量值的选择可能是合理的，但也应在认真权衡的基础上作出。还应指出，与本标准规定的降额量值间的小的偏差，通常对元器件预计的失效率不会有大的影响。

4.5 确定降额量值的工作基础

降额量值的工作基础可分为以下三种情况，在应用中应予以注意：

（1） 对大量使用数据进行过分析，并对元器件的应力与可靠性关系有很好的认识（表2中的A类）；

（2） 供分析的使用数据有限，或结构较复杂。但对元器件的应力与可靠性关系有一定的认识（表2中的B类）；

（3） 由于技术较新，或受到器件所在设备中组合方式的限制，至今尚无降额的应用数据可供参考。但研究了它们的结构和材料，作出降额的工程判断（表

2中的C类）。

表2 降额量值确定的基础

降额工作基础分类元器件类别

A 集成电路，半导体分立器件，电阻器，电位器，电容器

B 电感元件，继电器，开关，旋转电器，电连接器，线缆，

灯泡，电路断路器，保险丝

C 电真空器件，晶体，声表面波器件，激光器件，纤维光

学器件

4.6 元器件的质量水平

必须根据产品可靠性要求选用适合质量等级的元器件。不能用降额补偿的方法解决低质量元器件的使用问题。

5详细要求

5.1 集成电路降额准则

5.1.1 概述

集成电路芯片的电路单元很小，在导体断面上的电流密度很大，因此在有源结点上可能有很高的温度。高结温是对集成电路破坏性最大的应力。集成电路降额的主要目的在于降低高温集中部分的温度，降低由于器件的缺陷而可能诱发失效的工作应力，延长器件的工作寿命。

中、小规模集成电路降额的主要参数是电压、电流或功率，以及结温。大规模模集成电路主要是降低结温。

5.1.2 应用指南

5.1.2.1 所有为维持最低结温的措施都应考虑。可采取以下措施：

（1） 器件应在尽可能小的实用功率下工作；

（2） 为减少瞬态电流冲击应采用去耦电路；

（3） 当工作频率接近器件的额定频率时，功耗将会迅速增加，因此器件的实际工作频率应低于器件的额定频率；

（4） 应实施最有效的热传递，保证与封装底座间的的热阻，避免选用高热阻底座的器件。

5.1.2.2 双极型数字电路电源电压须稳定，其容差范围如下：

（1） Ⅰ级降额：±3％；

（2） Ⅱ级降额：±5％；

（3） Ⅲ级降额：按相关详细规范要求。

5.1.2.3 主要参数的设计容差

为保证设备长期可靠的工作，设计应允许集成电路参数容差为：

模拟电路：

电压增益：－25％（运算放大器）

－20％（其它）

输入失调电压：＋50％（低失调器件可达300％）

输入失调电流：＋50％或＋5nA

输入偏置电压：±1mV（运算放大器和比较器）

输出电压：±0.25％（电压调整器）

负载调整率：±0.20％（电压调整器）

数字电路：

输入反向漏电流：＋100％

扇出：－20％

频率：－10％

5.1.3 降额准则

5.1.3.1 模拟电路

（1） 电源电压、输入电压、输出电流从额定值降额；

（2） 功率从最大允许值降额；

（3） 结温降额给出了最高允许结温。

5.1.3.2 数字电路

5.1.3.2.1 双极型数字电路

（1） 频率和输出电流从额定值降额；

（2） 结温降额给出了最高允许结温。

5.1.3.2.2 MOS型数字电路

（1） 电源电压、输出电流、频率从额定值降额；

（2） 结温降额给出了最高允许结温。

5.1.3.3 混合集成电路

组成混合集成电路的器件均应按本标准有关规定实施降额。混合集成电路基体上的互连线，根据采用工艺的不同，其功率密度及最高结温应满足附录的规定。

5.1.3.4 大规模集成电路

大规模集成电路由于其功能和结构的特点，内部参数通常允许的变化范围很小。因此其降额应着重于改进封装散热方式，以降低器件的结温。

使用大规模集成电路时，在保证功能正常的前提下，应尽可能降低其输入电平、输出电流和工作频率。

5.1.4 降额准则的应用

除另有说明，一般仅需以电参数的额定值乘以相应的降额因子，即得到了降额后的电参数值，然后计算相应的的电参数降额后的结温。如结温不能满足附录中的最高结温降额要求，在可能的情况下电参数需进一步降额，以尽可能满足结温的降额要求。

5.2 晶体管降额准则

5.2.1 概述

晶体管按结构可分为双极型晶体管、场效应晶体管、单结晶体管等类型；按工作频率可分为低频晶体管、高频晶体管和微波晶体管；按耗散功率可分为小功率晶体管和大功率晶体管（简称功率晶体管）。所有晶体管的降额参数基本系统，即电压、电流和功率。但对MOS型场效应晶体管、功率晶体管和微波晶体管的降额又有特殊的要求。

高温是对晶体管破坏性最强的应力，因此晶体管的功耗和结温须降额；电压击穿是导致晶体管失效的另一主要因素，所以其电压须降额。功率晶体管有二次击穿的现象，因此要对其安全工作区进行降额。

5.2.2 应用指南

5.2.2.1 功率晶体管在遭受由于多次开关过程所致的温度变化冲击后会产生“热疲劳”失效。使用时要根据功率晶体管的相关详细规范要求限制壳温的最大变化值。

5.2.2.2 预计的瞬间电压峰值和工作电压峰值之和不得超过降额电压的限定值。

5.2.2.3 为保证电路长期可靠的工作，设计应允许晶体管主要参数的设计容差

为：

电流放大系数：±15％（适用于已经筛选的晶体管）

±30％（适用于未经筛选的晶体管）

漏电流：＋200％

开关时间：＋20％

饱和压降：＋15％

5.2.3 降额准则

（1） 晶体管的反向电压、电流、功率从额定值降额；

（2） 最高结温、安全工作区的降额见附录；

（3） 由于分布参数的影响，微波晶体管不能按独立变量来考虑降额，但应附录中的规定进行结温降额

5.2.4 降额准则的应用

一般要求同集成电路。为了防止二次击穿，对功率晶体管还应进行安全工作区降额。

5.3 二极管降额准则

5.3.1 概述

二极管按功能可分为普通、开关、稳压等类型二极管；按工作频率可分为低频、高频和微波二极管；按耗散功率（或电流）可分为小功率（小电流）和大功率（大电流）二极管。所有二极管需要降额的参数基本相同。

高温是对二极管破坏性最强的应力，因此二极管的功率和结温须降额；电压击穿是导致二极管失效的另一主要因素，所以其电压也须降额。

5.3.2 应用指南

5.3.2.1 为保证电路长期可靠的工作，设计应允许二极管主要参数的设计容差为：

正向电压：±10％

稳定电压：±2％（适用于稳压二极管）

反向漏电流：＋200％

恢复和开关时间“＋20％

5.3.3 降额准则

（1） 反向电压从反向峰值工作电压降额；

（2） 电流从最大正向平均电流降额；

（3） 功率从最大允许功率降额；

（4） 二极管最高结温的降额见附录；

（5） 微波二极管最高结温的降额同微波晶体管。

5.3.5 降额准则的应用

要求同集成电路。

5.4 可控硅降额准则

5.4.1 概述

可控硅又称闸流管，是以硅单晶为主要材料制成的三个P－N结的双稳态半导体器件。

高温是对可控硅破坏性最强的应力，因此可控硅的额定平均通态电流和结温须降额；电压击穿是导致可控硅失效的另一主要因素，所以其电压也须降额。

5.4.2 应用指南

（1） 不允许控制极－阳极间电位对于额定值；

（2） 超过正向最大电压或反向阻断电压，可使器件突发不应有的导通。应保证“断态”电压与瞬态电压最大值之和不超过额定的阻断电压；

（3） 为保证电路长期可靠的工作，设计应允许可控硅主要参数的设计容差为：

控制极正向电压降：±10％

漏电流：＋200％

开关时间：＋20％

5.4.3 降额准则

（1） 电压从额定值降额；

（2） 电流从额定平均通态电流降额；

（3） 最高结温降额根据可控硅相关详细规范给出的最高结温Tjm而定。

5.5 半导体光电器件降额准则

5.5.1 概述

半导体光电器件主要有三类：发光、光敏器件或两者的组合。发光类器件主要有荧光二极管、发光数码管；光敏类器件有光敏二极管、光敏三极管；常用的光电组合是光电耦合器，它由发光二极管和有光敏二极管组成。

高结温和结点高电压是半导体光电器件主要的破坏性应力，结温受结点电流或功率的影响，所以半导体光电器件的结温、电流或功率均需降额。

5.5.2 应用指南

（1） 发光二极管驱动电路必须限制电流，通常用一个串联的电阻来实现；

（2） 一般不应采用经半波或全波整流的交流正弦波电流作为发光二极管的驱动电流。如果确要使用，则不允许其电流峰值超过发光二极管的最大直流允许值。

（3） 在整个寿命期内，驱动电路应允许光电耦合器电流传输比在降低15％的情况下仍能正常工作。

5.5.3降额准则

（1） 电压、电流从额定值降额；

（2） 最高结温降额根据光电器件相关详细规范给出的最高结温Tjm而定。

5.6 电阻器降额准则

5.6.1 合成型电阻器

合成型电阻器体积小，过负荷能力强，但它们的阻值稳定性差，热和电流噪声大，电压与温度系数较大。

合成型电阻器的主要降额参数是环境温度、功率和电压。

5.6.1.2应用指南

（1） 合成型电阻器为负温度和负电压系数，易于烧坏。因此必须限制其电压。

（2） 在潮湿环境下使用的合成型电阻器，不宜过度降额。否则潮气不能挥发降可能使电阻器变质失效。

（3） 热点温度过高可能导致合成型电阻器内部的电阻材料永久性损伤；

（4） 为保证电路长期可靠的工作，电路设计应允许合成型电阻器有±10％的阻值容差。

5.6.2 薄膜型电阻器

5.6.2.1 概述

薄膜型电阻器按其结构，主要分为金属氧化膜电阻器和金属膜电阻器两种。

薄膜型电阻器的高频特性好，电流噪声和非线性较小，阻值范围宽，温度系数小，性能稳定，是使用最广泛的一类电阻器。其降额的主要参数是电压、功率和环境温度。

5.6.2.2应用指南

（1） 各种金属氧化膜电阻器和金属膜电阻器在高频工作情况下，阻值均会下降；

（2） 金属膜电阻器在低气压条件下工作时，应按元件相关详细规范的要求进一步降额使用；

（3） 为保证电路长期可靠的工作，设计应允许薄膜型电阻器有一定的阻值容差：金属膜电阻器为±2％，金属氧化膜电阻器为±4％，碳膜电阻器为±15％。

5.6.3 电阻网络

5.6.3.1 概述

电阻网络装配密度高，各元件间的匹配性能和跟踪温度系数好，对时间、湿度的微稳定性好。电阻网络降额的主要参数是电压、功率和环境温度。

5.6.3.2应用指南

为保证电路长期可靠的工作，设计应允许电阻网络有±2％的阻值容差。

5.6.4 线绕电阻器

5.6.4.1 概述

线绕电阻器分精密型与功率型。线绕电阻器具有可靠性高、稳定性好、无非线性，以及电流噪声、温度和电压系数小的优点。

线绕电阻器降额的主要参数是电压、功率和环境温度。

5.6.4.2应用指南

（1） 在Ⅰ、Ⅱ级降额应用条件下，不采用线绕直径小于0.0025mm的电阻器；

（2） 线绕电阻器在低气压条件下工作时，应按元件相关详细规范的要求进一步降额使用；

（3） 功率型线绕电阻器可以经受比稳态工作电压高得多的脉冲电压，但在使用中应作相应的降额；

（4） 功率型线绕电阻器的额定功率与电阻器底部散热面积有关，在降额设计中应考虑此因素；

（5） 为保证电路长期可靠的工作，设计应允许线绕电阻器有一定的阻值容差：精密型线绕电阻器为±0.4％，功率型线绕电阻器为。

5.6.5 热敏电阻器

5.6.5.1 概述

热敏电阻器具有很高的电阻－温度系数（正或负的）。其降额的主要参数是额定功率和环境温度。

5.6.5.2应用指南

（1） 负温度系数型热敏电阻器，应采用限流电阻器，防止元件热失控；

（2） 任何情况下，即使是短时间也不允许超过电阻器的额定最大电流和功率；

（3） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许热敏电阻器有±5％的容差。

5.7 电位器降额准则

5.7.1 非线绕电位器

5.7.1.1 概述

非线绕电位器包括合成型电位器和薄膜型电位器。合成型电位器包括实心电位器、合成碳膜电位器、金属玻璃釉电位器和导电塑料电位器。薄膜型电位器主要有金属膜电位器和金属氧化膜电位器。

非线绕电位器降额的主要参数是电压、功率和环境温度。由于非线绕电位器是部分接入负载，其功率的额定值应根据使用阻值按比例作相应的降额。

5.7.1.2 应用指南

（1） 随着大气压力的减小，电位器可承受的最高工作电压也减小，使用时应按元件相关详细规范要求作进一步降额；

（2） 在电位器重迭使用时，其使用功率应减小，以防温度过高；

（3） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许非线绕电位器有±10％的漂移。

5.7.2 线绕电位器

5.7.2.1 概述

按线绕电位器的结构和功率额定值，可将其分为功率电位器、普通电位器和精密微调电位器。

线绕电位器降额的主要参数是电压、功率和环境温度。由于非线绕电位器是部分接入负载，其功率的额定值应根据使用阻值按比例作相应的降额。

5.7.2.2 应用指南

（1） 随着大气压力的减小，电位器可承受的最高工作电压也减小，使用时应按元件相关详细规范要求作进一步降额；

（2） 线绕电位器额定功率值的确定均已考虑一定的工作温度和散热面积，对于不同的应用，应考虑其安装技术；

（3） 线绕电位器在实际使用中与“地”间电位差大于额定值时，应考虑附加的绝缘措施。

（4） 不推荐使用电阻合金线直径小于0.025mm的电位器；

（5） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许线绕电位器有一定的阻值容差：精密型线绕电位器为±0.4％，功率型线绕电位器为±1.5％。

5.8 电容器降额准则

5.8.1 固定纸/塑料薄膜电容器

5.8.1.1 概述

固定纸/塑料薄膜电容器包括纸介、金属化纸、金属化塑料、穿芯等薄膜电容器。薄膜电容器的绝缘电阻高，介质吸收低，但易老化，耐热性差。

固定纸/塑料薄膜电容器降额的主要参数是工作电压和环境温度。

5.8.1.2 应用指南

（1） 使用中电容器的直流电压与交流峰值电压之和不得超过降额后的直流工作电压；

（2） 使用中交流峰值电压与直流额定电压之比不得超过元件技术规范规定的限值；

（3） 电容器温度为环境温度与交流负载引起的外壳温升之和；

（4） 金属化纸介电容器直流工作电压的过度降额将使电容器的自愈能力下降；

（5） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许线绕电容器的电容有±2％的容差和50％的绝缘电阻下降。

5.8.2 固定玻璃釉电容器

5.8.2.1 概述

固定玻璃釉电容器具有损耗因子低，温度稳定性好，绝缘电阻高的特点。降额的主要参数是工作电压和环境温度。

5.8.2.2 应用指南

（1） 使用中电容器的直流电压与交流峰值电压之和不得超过降额后的直流工作电压；

（2） 在交流电路中工作时，电容器交流电压最大值不应超过元件相关详细规范规定的限值；

（3） 电容器温度为环境温度与交流负载引起的外壳温升之和；

（4） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许电容器电容有±2％或0.5pF 的容差（取其较大值）。

5.8.3 固定云母电容器

5.8.3.1 概述

云母电容器具有损耗因子低，绝缘电阻大，温度、频率稳定性、耐热性好的特点。但非密封云母电容器的耐湿性差。降额的主要参数是工作电压和环境温度。

5.8.3.2 应用指南

（1） 使用中云母电容器的直流电压与交流峰值电压之和不得超过降额后的直流工作电压；

（2） 在交流电路中工作时，交流电压最大值不应超过元件相关详细规范的规定；

（3） 电容器在脉冲电路中工作时，脉冲电压峰值不应超过元件的额定直流工作电压；

（4） 电容器温度为环境温度与交流负载引起的外壳温升之和；

（5） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许电容器电容有±0.5％的容差。

（6） 在高频电路中，通过电容器的电流不应超过以下公式的计算值：

I=

K

)

/(4f

式中：I－电流，A；

f－频率，Hz；

K－系数，通常K＝2。

5.8.4 固定陶瓷电容器

5.8.4.1 概述

固定陶瓷电容器绝缘电阻高，温度、频率稳定性较好。降额的主要参数是工作电压和环境温度。

5.8.4.2 应用指南

（1） 使用中云母电容器的直流电压与交流峰值电压之和不得超过降额后的直流工作电压；

（2） 陶瓷电容器耐热性能较差。焊接温度过高可能损伤密封或使电极与引出线连接变差，温度突变也可能使密封与介质破损；

（3） 穿芯电容器的电流应限制在内电极额定电流（与内电极直径有关）的80％；

（4） 电容器温度为环境温度与交流负载引起的外壳温升之和；

（5） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许瓷介电容器有±0.2％或0.5pF

（取较大值）的电容容差；普通陶瓷电容器有±25％的电容容差；温度补偿陶瓷电容器有±1.5％的电容容差。

5.8.5 电解电容器

5.8.5.1 概述

电解电容器按极性可分为有极性、无极性电容器；按正极所用金属可分为铝、钽、钛、钽银合金型电解电容器。降额的主要参数是工作电压和环境温度。 5.8.5.2 应用指南

（1） 铝电解电容器的直流不能承受低温和低气压，因此只限于地面使用；

（2） 使用中电镜电容器的直流电压与交流峰值电压之和不得超过降额后的直流工作电压。对有极性的电容器，交流峰值电压应小于直流电压分量；

（3） 固体钽电解电容器的漏电流将随着电压和温度的增高而加大。这种情况有可能导致漏电流“雪崩现象”，而使电容器失效。为防止这种现象，在电路设计中应有不小于每伏3Ω的等效串联阻抗。固体钽电容器不能在反向波动电流条件下工作。可承受的反向电压见相关详细规范。

（4） 非固体钽电容器在有极性的条件下不允许加反向电压；

（5） 电容器温度为环境温度与交流负载引起的外壳温升之和；

（6） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许固体钽电容器有±10％的电容容差和100％的漏电流增量，非固体钽电容器有±15％的电容容差和50％的漏电流增量，100％所损耗系数增加。

5.8.6 可变电容器

5.8.

6.1 概述

可变电容器可分为活塞式管状微调可变电容器和气体或真空介质、陶瓷和玻璃外壳可变电容器。降额的主要参数是工作电压和环境温度。

5.8.

6.2 应用指南

（1） 使用中电镜电容器的直流电压与交流峰值电压之和不得超过降额后的直流工作电压；

（2） 电容器温度为环境温度与交流负载引起的外壳温升之和；

（3） 为保证电路长期可靠工作，设计应允许固体钽电容器有±5％的电容容差。

5.9 电感元件降额准则

5.9.1 概述

电感元件包括各种线圈和变压器。降额的主要参数是热点温度。

5.9.2 应用指南

（1） 为防止绝缘击穿，线圈的绕组电压应维持在额定值；

（2） 工作在低于其设计频率范围的电感元件会产生过热和可能的磁饱和，缩短元件的工作寿命，甚至导致其线圈绝缘破坏。

5.9.3 降额准则

电感元件的热点温度额定值与绕组的绝缘性能、工作电流、瞬态初始电流及介质耐压有关。绕组电压和工作频率是固定的，不能降额。

5.10 继电器降额准则

5.10.1 概述

继电器种类繁多，但就其内部结构而言，主要有衔铁式和舌簧式两种。继电

器降额的主要参数是连续触点温度、线圈工作电压、线圈吸合/释放电压、振动和温度。

5.10.2 应用指南

（1） 切忌用触点并联方式来增加电流量。因为触点在吸合和释放期间并不同时通断，这样就有可能在一个触点上通过全部负载电流，使触点损坏；

（2） 电感、电容和白只灯泡负载的开/关瞬间，其瞬态脉冲电流可比稳态电流大十倍。这种瞬态脉冲电流超过继电器的额定电流时，将严重损伤触点，大大降低继电器的工作寿命。因此应采取相应的防范措施；

（3） 继电器吸合/释放瞬时的触点电弧会引起金属迁移和氧化，使触点表面变得粗糙，进而出现接触不良或释放不开的问题。使用中应有消弧电路；

（4） 环境温度的升高，将使线圈电阻加大。为使继电器正常工作，需有更大的线圈驱动功率；

（5） 继电器触点吸合最小维持电压（直流或交流有效值）为额定值的0.9，最小线圈电压（有启动特性要求）为额定短时启动电压的1.1。

5.11 开关降额准则

5.11.1 概述

开关主要有拨动式、旋转式、揿压式和敏感式四种类型。开关降额的主要参数是触点电流、电压和功率。

5.11.2 应用指南

（1） 开关触点可并联使用，但不允许用这种方式达到增加触点电流量的目的；

（2） 在高阻抗电路中使用的开关，须有足够的绝缘电阻（大于100MΩ）；

（3） 低温引起的湿气冷凝可能使开关触点污染或短路，应注意开关使用所在高度（气压）的变化对温度和湿度的影响。

5.12 电连接器降额准则

5.12.1 概述

电连接器包括普通、印制线路板和同轴电连接器。影响电连接器可靠性的主要因素有插针/孔材料、接点电流、有源接点数目、插拔次数和工作环境。开关降额的主要参数是工作电压、工作电流和温度。

5.12.2 应用指南

（1） 电连接器有源接点数目过大（如大于100），应采用接点总数相同的两个电连接器，这样可以增加可靠性；

（2） 为增加接点电流，可将电连接器的接触对并联使用。每个接触对应按规定对电流降额，由于每个接触对的接触电阻不同，电流也不系统，因此在正常降额的基础上需再增加25％余量的接触对数。（例如，连接2A的电流，采用额定电流1A的接触对，在Ⅰ级降额的情况下，需要5隔接触对并联）；

（3） 在较低气压下使用的电连接器应进一步降额，防止电弧对电连接器的损伤。

5.13 导线与电缆降额准则

5.13.1 概述

导线与电缆主要有三种类型：同轴（射频）电缆、多股电缆和导线。影响导

线与电缆可靠性的主要因素是导线间的绝缘和电流引起的温升。降额的主要参数是应用电压和应用电流。 5.13.2 应用指南

（1） 导线的截面尺寸、韧度和挠性应能提供足够安全的电流负载能力和强度。一般情况下不宜选用过细的导线；

（2） 聚氯乙烯绝缘的电缆不得用于航空、航海和航天产品上。 5.13.3 降额准则

（1） 导线与电缆的电流降额要求与其单根导线截面积、绝缘层的额定温度和线缆捆扎导线数有关；

（2） 当导线成束时，每一根导线设计最大电流按公式2或公式3降额：

28/)29(N I I sw bw ?×= （当1

或 （当N>15） （3）

sw bw I I 2/1=式中：Ibw——一束导线中每根导线的最大电流，A；

Isw——单独一根导线的的最大电流，A； N——一束导线的导线数。

（3） 附录中的降额准则仅适用于绝缘导线的额定温度为200℃的情况，对绝缘导线额定温度为150℃、135℃和105℃的情况，应在附录中的降额值基础上再分别降额0.8，0.7，0.5。

5.14 旋转电器降额准则 5.14.1 概述

旋转电器包括电机、分解器和计时器等。电机包括交流电机和直流电机，其中交流电机又分同步电机和异步电机。降额的主要参数是温度和负载。 5.14.2 应用指南

（1） 温度是影响旋转电器寿命的最主要因素。温度过高会使绕组绝缘失效；温度过低可能使轴承失效。合适的工作环境温度范围为0～30℃；

（2） 应保持额定的电压值，以保证电机、自整角机/分解器最高的效率和可靠性；

（3） 潮湿和污染易使绕组绝缘性能下降，产生低阻泄漏；

（4） 电机负载和转送影响它们的效率和工作寿命。过载或低速运转可能在绕组中产生高温和轴承过载；

（5） 自整角机/分解器属低速部件，转送过快是有害的。 5.15 灯泡降额准则 5.15.1 白只灯泡 5.15.1.1 概述

白只灯灯丝的工作温度可达1600～6500K。影响其工作寿命的主要因素是灯丝电压。

5.15.1.2 应用指南

（1） 工作环境温度超过117℃，灯丝根部焊点可能变软损坏。工作环境温度超过260℃，灯泡内的惰性气体分子运动加剧，会对灯丝发生撞击，甚至使玻璃罩变软、破裂；

（2） 灯丝电压对灯泡的亮度和寿命会有影响；开关次数也会影响灯泡的寿命；

（3） 温度交变对灯丝寿命有显著的影响。

5.15.1.3 降额准则

在功能允许的情况下推荐的白只灯电压的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ降额均为额定电压的0.94（对应灯泡亮度下降约16％，寿命延长约1倍）。

5.15.2 氖/氩灯泡

5.15.2.1 概述

氖/氩灯是冷阴极气体放电型灯泡，在一个充满气体的玻璃罩内，当两个彼此间隔很近的电极间施加足够高的电压时，气体发生电离并发光。影响其预期寿命的主要因素是灯泡电流和启动电压，电流过大或启动电压过高均会使灯泡的使用寿命缩短。

5.15.2.2 应用指南

（1） 氖/氩灯可在振动、冲击环境下工作，但环境温度不应超过150℃；

（2） 灯泡的亮度与工作电流成正比，但工作电流的增加对灯泡工作寿命有显著影响；

（3） 为防止瞬态大电流对灯泡的损坏，须串联一个电阻器。

5.15.2.3 降额准则

在功能允许的情况下，推荐的氖/氩灯工作电流的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ降额均为额定电流的0.94（对应灯泡亮度下降约16％，寿命延长约1倍）。

氖/氩灯的启动电压与工作电压不能降额。

5.16 电路断路器降额准则

5.1

6.1 概述

电路断路器主要有热、磁和热补偿三种类型。断路器种类的选用取决于导线的防护、负载要求、断路性能要求和环境条件。降额的主要参数是通过触点的电流和环境温度。

5.1

6.2 应用指南

（1） 正常负载出现大脉冲电流时，应具有延时中断性能；

（2） 长期工作的断路器，其最大断路电流会增加（约10％），最小断路电流会下降（约10％）。

5.17 保险丝降额准则

5.17.1 概述

保险丝主要有正常响应、延时、快动作和电流限制四种类型。降额的主要参数是电流。

5.17.2 应用指南

（1） 电路电压不得超过保险丝的额定工作电压，以防断路时产生电弧；

（2） 环境温度的变化会使保险丝的额定电流值变化，通常随着温度的增高，保险丝的额定电流值降低；

（3） 强振动和冲击可能使保险丝断路；

（4） 在空间环境中保险丝的特性可能发生变化，因此在航天器中使用保险丝应当慎重；尽可能避免使用保险丝。

5.18 晶体降额准则

5.18.1 概述

晶体的尺寸与其工作频率有关。为了保持温度的稳定，有时晶体备有恒温槽。降额的主要参数是驱动功率和工作温度。

5.18.2 应用指南

（1） 高温、高湿环境易影响晶体的频率及其稳定性；

（2） 冲击和振动环境可能使易碎的晶体破损，尺寸较大的晶体工作频率亦可能因此而下降；

（3） 驱动电压过高可能使晶体承受的机械力超过其弹性限而破碎。

5.18.3 降额准则

通常，晶体的驱动功率不能降额，因为它直接影响晶体的额定频率。

晶体的工作温度须保持在规定的限值范围内，以保证达到额定的工作频率。具体工作温度范围为：比最低额定温度高10℃，比最高额定温度低10℃。

5.19 电真空器件降额准则

5.19.1 概述

电真空器件包括阴极射线管和微波管。其中微波管又包括行波管、磁控管和速调管等。

5.19.2 应用指南

（1） 阴极射线管的大部分失效是热效应引起的阴极损坏，或振动、冲击引起的电子枪组件损坏；

（2） 管壳和阴极温度对阴极射线管的可靠性有重要影响；

（3） 设计应考虑保持阴极射线管不工作期间处于有电降温状态，以减少冷启动电流和热循环的影响。

5.20 声表面波器件降额准则

5.20.1 概述

声表面波器件有各种类型，其中应用最多的是瑞利波。声表面波激励方法应用最多的是叉指换能器法。降额的主要参数是输入功率。

5.20.2 应用指南

（1） 长期过高的温度将使声表面波器件的晶体性能严重退化；

（2） 振动、冲击和温度交变循环数不应超过声表面波器件的额定值。

5.21 激光器件降额准则

5.21.1 概述

常用的激光器主要有六种类型：氦/氖、砷离子、CO

2、密封、CO

2

流、固态钕

钇铝石榴石棒、固态红宝石棒。

5.21.2 降额准则

各种类型的激光器有独特的工作参数，并且这些参数是相互关连的。因此难以采用常规的降额方法对参数值加以规限定。然而，在条件允许的情况下，设计应留出尽可能大的应力余量。

5.22 纤维光学器件降额准则

5.22.1 概述

纤维光学器件主要有四种类型：光纤光源、光纤探测器、光纤/光缆和光纤连接器。

（1） 光纤光源主要有两种类型：光发射二极管（LED）和注入式光激射二极管（ILD）。降额的主要参数是温度和功率。

（2） 光纤探测器目前使用的主要有两种类型：PIN结构的硅二极管和APD （雪崩光敏）结构的硅二极管。降额的主要参数是温度和反向电压。

（3） 光纤/光缆就其结构形式可分为两种主要的类型：单纤光缆和多纤光缆。降额的主要参数是温度、张力、弯曲半径和核辐射剂量。

（4） 光纤连接器目前多用的是单接点的。降额的主要参数是温度和插拔次数。

5.22.2 应用指南

（1） 注入式光激射二极管（ILD）光源须精心设计，以完全消除致使器件完全失效的过电流脉冲；

（2） 应考虑器件的缓慢退化，光源输出功率应留有必要的设计余量；

（3） 应降低器件的温度，以延缓光源器件性能的退化；

（4） 降低和消除热和机械冲击，以及振动应力，以防止器件晶体缺陷的增大，使可用输出功率下降；

（5） 注入式光激射二极管（ILD）的过大的光输出功率可能使器件受损或失效；

（6） APD（雪崩光敏）结构的硅二极管增益应留有必要的设计余量，以控制器件效率的下降和工作点的漂移；

（7） 光缆的主要失效模式是折断和性能衰退。主要原因是温度、核辐射核机械应力。其中温度变化可能在光纤上产生机械应力（光纤与光纤外罩热膨胀系数不同所致）。温度变化还会改变光纤外罩的折射系数，使光纤性能退化甚至失效；

（8） 光缆弯曲半径引起的张力可能会导致其折断，设计中应予以注意。

5.22.3 降额准则

5.22.3.1 光纤光源

光纤光源降额的主要参数是温度和光发射二极管（LED）的功率耗散（电压、电流），注入式光激射二极管（ILD）的光功率耗散。详见附录。

5.22.3.2 光纤探测器

光纤探测器的功率不需要降额（内部功耗很小）。详见附录。

5.22.3.3 光纤/光缆

详见附录。

5.22.3.4 光纤连接器

光纤连接器降额的主要参数是环境温度。详见附录。

6 说明事项

本标准是实施GJB450《装备研制与生产的可靠性通用大纲》和GJB/Z299A 电子设备可靠性预计手册》的配套标准。

附 录

元器件降额准则一览表

降额等级 元器件种类

降额参数

Ⅰ Ⅱ Ⅲ 电源电压 0.70 0.80 0.80 输入电压

0.60 0.70 0.70 输出电流

0.70 0.80 0.80 功 率 0.70 0.75 0.80 放大器 最高结温℃ 80 95 105 电源电压 0.70 0.80 0.80 输入电压

0.70 0.80 0.80 输出电流 0.70 0.80 0.80 功 率 0.70 0.75 0.80 比较器 最高结温℃ 80 95 105 电源电压 0.70 0.80 0.80 输入电压 0.70 0.80 0.80 输入输出电压差 0.70 0.80 0.85 输出电流

0.70 0.75 0.80 功 率 0.70 0.75 0.80 电 压 调整器 最高结温℃ 80 95 105 电源电压 0.70 0.80 0.85 输入电压

0.80 0.85 0.90 输出电流

0.75 0.80 0.85 功 率 0.70 0.75 0.80 模

拟

电 路 模拟开关 最高结温℃ 80 95 105 频 率

0.80 0.90 0.90 输出电流

0.80 0.90 0.90 双极型

电 路 最高结温℃

85 100 115 电源电压

0.70 0.80 0.80 输出电流

0.80 0.90 0.90 频 率

0.80 0.80 0.90 数

字

电

路

MOS 型 电 路 最高结温℃

85 100 115

厚膜功率密度W/cm 2

7.5 薄膜功率密度W/cm 2

6.0

混合集成电路 最高结温℃ 85 100 115 集 成 电 路

大规模集成电路

最高结温℃

改进散热方式 以降低结温

一般晶体管 0.60 0.70 0.80 反向电压

功率MOSFET 的 栅源电压 0.50 0.60 0.70 电 流 0.60 0.70 0.80 分立 半导体 器件

晶体管

功 率 0.50

0.65

0.75

降额等级 元器件种类

降额参数

Ⅰ Ⅱ Ⅲ 集电极－发射极电压0.70 0.80 0.90 功率管安全工作区

集电极最大允许电流

0.60 0.70 0.80 200 115 140 160 175 100 125 145 晶体管

最高结温（Tjm）℃ ≤150

Tjm-65 Tjm-40 Tjm-20

微波晶体管

最高结温℃

同晶体管

电压（不适用于稳压管） 0.70 0.80 0.80 电 流 0.70 0.75 0.80 功 率

0.70 0.75 0.80 200

115 140 160 175

100 125 145 二极管 （基准管除外） 最高结温

（Tjm）℃

≤150 Tjm-60

Tjm-40

Tjm-20

微波二极管 基准二极管

最高结温℃ 同二极管

电 压 0.60 0.70 0.80 电 流

0.50 0.65 0.80 200 115 140 160 175 100 125 145 可控硅

最高结温（Tjm）℃ ≤150

Tjm-60 Tjm-40 Tjm-20电 压 0.60 0.70 0.80 电 流 0.50 0.65 0.80 200 115 140 160 175 100 125 145 分 立 半 导 体 器 件

半导体 光电器件

最高结温（Tjm）℃ ≤150

Tjm-60 Tjm-40 Tjm-20电 压 0.75 0.75 075 功 率 0.50 0.60 0.70 合成型 电阻器

环境温度 按元件负荷特性曲线降额电 压 0.75 0.75 075 功 率 0.50 0.60 0.70 薄膜型 电阻器 环境温度 按元件负荷特性曲线降额电 压 0.75 0.75 075 功 率 0.50 0.60 0.70 电阻网络

环境温度 按元件负荷特性曲线降额电 压 0.75 0.75 075 精密型 0.25 0.45 0.60 功 率 功率型

0.50 0.60 0.70 电 位 器

线绕电阻

环境温度

按元件负荷特性曲线降额

降额等级 元器件种类

降额参数

Ⅰ Ⅱ Ⅲ 电 压

0.75 0.75 0.75 合成、薄膜微调0.30 0.45 0.60 功 率精密塑料型

不采用 0.50 0.50 非线绕 电位器

环境温度 按元件负荷特性曲线降额电 压

0.75 0.75 0.75 普通型

0.30 0.45 0.50 非密封功率型 ―― ―― 0.70 功 率

微调线绕型 0.30 0.45 0.50 电 位 器

线绕 电位器

环境温度

按元件负荷特性曲线降额

功 率

0.5 热敏电阻器

最高环境温度℃ T AM －15

直流工作电压

0.50 0.60 0.70

固定玻璃釉型

最高额定环境温度T AM ℃ T AM －10

直流工作电压

0.50 0.60 0.70

固定云母型

最高额定环境温度T AM ℃ T AM －10

直流工作电压 0.50 0.60 0.70

固定陶瓷型

最高额定环境温度T AM ℃ T AM －10

直流工作电压 0.50 0.60 0.70

固定纸/ 塑料薄膜 最高额定环境温度T AM ℃ T AM －10

直流工作电压

―― ―― 0.75 铝电解 最高额定环境温度T AM ℃

―― ―― T AM －20直流工作电压

0.50 0.60 0.70

电解电容器 钽电解

最高额定环境温度T AM ℃

T AM －20

直流工作电压 0.30～

0.40

0.50 0.50

电

容 器 微调电容器

最高额定环境温度T AM ℃ T AM －10

热点温度（T HS ）℃

T HS －（40～25）T HS － （25～10）

T HS －

（15～0）工作电流

0.60～0.70 瞬态电压/电流 0.90 介质耐压

0.5～0.6 电感元件

扼流圈工作电压

0.70 小功率负荷（<100mW） 不降额

电阻负载 0.50 0.75 0.90 电容负载（最大浪涌电流） 0.50 0.75 0.90 电感额定电流的0.50 0.75 0.90 继电器

连

续

触

点

电

流

电感 负载 电阻额定电流的

0.35

0.40

0.75

降额等级

元器件种类

降额参数

Ⅰ Ⅱ Ⅲ 电感额定电流的 0.50 0.75 0.90 电机 负载 电阻额定电流的 0.15 0.20 0.75 电机额定电流的 0.50

0.75 0.90 连 续 触 点 电 流

灯丝

负载 电阻额定电流的

0.07－

0.08

0.10 0.30 触点功率（用于舌簧水银式） 0.40 0.50 0.70

最小维持电压 0.90 线圈吸合 电 压 最小线圈电压 1.10 最大允许值 1.10 线圈释放 电 压 最小允许值 0.90 最高额定环境温度（T AM ）℃ T AM －20 振动限值

0.60 继电器

工作寿命（循环次数） 0.50

小功率负载（<100mW） 不降额 电阻负载 0.50 0.75 0.90

电容负载（电阻额定电流的）0.50

0.75 0.90 电感额定电流 0.50 0.75 0.90 电感负载 电阻额定电流 0.35 0.40 0.50 电机额定电流 0.50

0.75 0.90 电机负载 电阻额定电流 0.10 0.20 0.35 灯泡额定电流 0.50

0.75 0.90 连 续

触 点 电 流 灯泡负载 电阻额定电流

0.07－

0.08

0.10 0.30 触点电压 0.40 0.50 0.70 开 关

触点功率 0.40 0.50 0.70 工作电压 0.50 0.70 0.80 工作电流 0.50 0.70 0.85 连接器

最高接触对额定温度℃ T M -50 T M -25 T M -20 最高工作温度℃ T－40T－20 T－15低温极限℃ 0 0 0 电 机 轴承载荷额定值 0.75

0.90 0.90

白织灯

灯泡

氖/氩灯

工作电压（如可行）

0.94

阻性负载 0.75 0.75 0.90 容性负载

0.75 0.75 0.90 感性负载

0.40 0.40 0.50 电机负载 0.20 0.20 0.35 电 流 灯丝负载

0.10

0.10 0.15 电路断路器

最高额定环境温度T AM ℃

T AM －20

降额等级 元器件种类 降额参数

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

>0.5A 0.45～0.5 电流额定值≤0.5A

0.20～0.4 保险丝 T>25℃时，增加降额1/℃ 0.005 最低温度℃ T L ＋10 晶 体

最高温度℃

T U －10 最高额定环境温度℃ T AM －20 输出功率 0.80 反射功率 0.50 微波管

占空比

0.75 输入功率（f>100MHz） 降低＋10dBm 声表面波器件

输出功率（f<100MHz） 降低＋20dBm 峰值光输出功率 0.50（适用于ILD） 电 流 0.50（适用于LED）

光纤 光源

结 温 设法降低 PIN 反向压降 0.60 光纤 探测器

结 温 设法降低 温 度℃

上限额定值－20； 下限额定值＋20 光 纤 耐拉试验的0.20 张 力

光 缆

拉伸额定值的0.50 弯曲半径 最小允许值的2.0 纤 维 光 学 器 件

光纤与

光缆 核辐射

按产品详细规范降额或加固最大应用电压

最大绝缘电压值的0.50 线规（A VG ）

30，28，26，24，22，

20，18，16

单根导线电流（I SV ） 1.3，1.5，2.5，3.3， 4.5，6.5，9.2，13.0 线规（A VG ）

14 12 10 8 6 4 导线与电缆

最大应用 电流A

单根导线电流（I SV ）

17.0，23.0，33.0， 44.0，60.0，81.0

(整理)元器件降额使用参考

元器件降额使用参考 一、集成电路 因为集成电路的复杂性和保密性，一般我们只能根据半导体结温来推断集成电路的可靠性了。 我们通常规定： 1，最大工作电压，不超过额定电压80% 2，最大输出电流，不超过额定电流75% 3，结温，最大85摄氏度，或不超过额定最高结温的80% 二、二极管 二极管种类繁多，特性不一。故而，有通用要求，也有特别要求： 通用要求： 长期反向电压<70%～90%×V RRM（最大可重复反向电压） 最大峰值反向电压<90%×V RRM 正向平均电流<70%～90%×额定值 正向峰值电流<75%～85%×I FRM正向可重复峰值电流 对于工作结温，不同的二极管要求略有区别： 信号二极管< 85～150℃ 玻璃钝化二极管< 85～150℃ 整流二极管和快恢复、超快恢复二极管（<1000V）<85～125℃ 整流二极管和快恢复、超快恢复二极管（≥1000V）<85～115℃ 肖特基二极管< 85～115℃ 稳压二极管（<0.5W）<85～125℃ 稳压二极管（≥0.5W）<85～100℃ T case(外壳温度)≤0.8×T jmax-2×θjc×P，2×θjc×P<15℃，θjc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。这是一个可供参考的经验值 三、功率MOS V GS<85%×V GSmax(最大栅极驱动电压) I D_peak<80%×I D_M(最大漏极脉冲电流)

V DS<80～90%×额定电压 dV/dt<50%～90%×额定值 结温<85℃~80%×T jmax(最大工作结温) T case(外壳温度)≤0.8×T jmax-2×θjc×P，2×θjc×P<15℃，θjc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。这是一个可供参考的经验值。 四，三极管 所有的电压指标都要限制在85%的额定值之下 功率损耗不超过70%～90%额定值 IC必须在RBSOA(反偏安全工作区)与FBSOA(正偏安全工作区)范围内降额30%（就是额定的70%） 结温不超过85～125℃ Tcase(外壳温度)≤0.75×T jma x-2×θjc×P，2×θjc×P<15℃，θjc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。这是一个可供参考的经验值。 五，电解电容 铝电解电容是开关电源中一个非常重要的元件。而很多开关电源的故障率偏高，都是因为对铝电解的使用不当造成的。由于铝电解的重要性，我们对他的研究比较多，因而制定出来的规则也比较多。 1，V dc+V ripple<90%×额定电压 2，在电容体之下，PCB正面，尽量不要有地线之外的其他走线。 3，纹波电流，这个问题比较复杂，因为开关电源中，纹波电流的频谱是非常丰富的，所以必须把纹波电流折算一下： 频率因子，供应商应该可以提供的。 纹波电流必须保证在供应商的额定值的70%～90%之内。

元器件应力降额规范

崧欣电子科技有限公司研发中心元器件应力降额规范版本号：A0 元器件应力降额规范 版本更新 版本号更新日期更新者审核批准 A0 2013-4-23 尹小朝 目的 为了满足客户对我司电源产品可靠性及电源寿命的要求，本规范规定了电 子元器件在不同使用情况下的降额标准。 使用范围 本规范适用我司研发中心研发的所有电源产品。 1.电容 类型参数稳态瞬态 陶瓷电容Voltage 85% 95% Temperature NA 90% 电解电容Voltage 90% 100% NA Temperature 85% NA 95% Ripple Current 薄膜电容Voltage 90% 95% 90% NA Temperature 2.晶体管 类型参数稳态瞬态 整流桥Reverse Voltage 90% 95% Average Forward Current70% NA NA Junction 80% Temperature 肖特基Reverse Voltage 90% 95%

崧欣电子科技有限公司研发中心元器件应力降额规范版本号：A0 Average Forward Current70% NA NA 80% Temperature Junction 普通二极管Reverse Voltage 90% 95% 70% NA Current Average NA 80% Junction Temperature 稳压二极管Power Dissipation 80% 100% NA Junction 80% Temperature MOS管Breakdown Voltage 90% 95% Junction Temperature 80% NA Current 80% 150% 三极管Voltage (V ce) 80% 90% 80% Temperature Junction NA 3.电阻器 类型参数稳态瞬态 贴片电阻Power 70% 100% NA Temperature 80% 95% Voltage 90% 插件电阻Power 70% 100% NA Temperature 90% 95% Voltage 90% 4.电感变压器 类型参数稳态瞬态 电感变压器Temperature 90% NA

元器件降额标准(参考)

元器件降额准则（参考件） 元器件种类降额参数降额等级 模拟电路 电源电压 输入电压 放大器输出电流 功率 最高结温（℃） 电源电压 输入电压 比较器输出电流 功率 最高结温（℃） 电源电压 输入电压 Ⅰ 0.70 0.60 0.70 0.70 80 0.70 0.70 0.70 0.70 80 0.70 0.70 Ⅱ 0.80 0.70 0.80 0.75 95 0.80 0.80 0.80 0.75 95 0.80 0.80 Ⅲ 0.80 0.70 0.80 0.80 105 0.80 0.80 0.80 0.80 105 0.80 0.80电压调 整器 输出输入电压差 输出电流 功率 0.70 0.70 0.70 0.80 0.75 0.75 0.85 0.80 0.80 集成电路 最高结温（℃） 电源电压 输入电压 模拟开关输出电流 功率 最高结温（℃） 80 0.70 0.80 0.75 0.70 80 95 0.80 0.85 0.80 0.75 95 105 0.85 0.90 0.85 0.80 105 数 字 电 路 双极型 电路 MOS型 电路 频率 输出电流 最高结温（℃） 电源电压 输出电流 功率 最高结温（℃） 0.80 0.80 85 0.70 0.80 0.80 85 0.90 0.90 100 0.80 0.90 0.80 100 0.90 0.90 115 0.80 0.90 0.90 115 厚模集成电路 （W/cm2） 混和集成电路薄模集成电路 （W/cm2） 最高结温（℃） 大规模集成电路 最高结温（℃） 85 7.5 6.5 100 改进散热方式降低结温 115 分 离半导体晶 体 管 方向 电压 一般晶体管 功率MOSFET的栅 源电压 电流 功率 0.60 0.50 0.60 0.50 0.70 0.60 0.70 0.65 0.80 0.70 0.80 0.75 器功率管安集电极－发射极电压0.700.800.90

电子元件的降额

电子元件的降额 降额这种技术通常用于电力及电子设备中，它使这些设备在低于额定最大值的功耗下运行，它同时考虑到外壳/机体温度、环境温度，以及所采用的冷却机制类型。在本文中，我们将简要阐述降额的理论背景，以及它的应用方法。 降额可增加零件设计极限与外加应力间的安全裕度，从而为零件提供额外的保护。通过对电气或电子元件应用降额，可以降低它的退化速率。结果可提高可靠性及寿命期望。 在直觉上，如果一个元件或系统在其设计极限下运行，则相比于运行应力等于或高于设计极限的情形，其将更为可靠。从理论上讲，降额的益处可运用负载-强度干涉理论来阐述。 负载-强度干涉 通常，失效发生于外加负载超过强度时。负载与强度应通过一般方式来考虑。对电子零件而言，“负载”可以指电压、功率，或是内部应力如结温。“强度”可以指任何抵抗性的物理特性。 某一给定类型的电子元件并不相同。它们具有强度可变性。这种可变性源于原材料间及制造过程间的差异。即使对于材料相同及制造过程相同的元件，仍然会因噪声因素而存在差异，这些因素有如微观材料缺陷，或是单一制造过程内的变动。因此，元件的强度被视为随机变量。施加于电子零件的负载如功率、温度或湿度，同样也是随机变量。因此，人们通常运用统计分布来描述负载与强度。 可以运用两个因子，来分析负载与强度分布的干涉。这两个因子为“安全裕度”（Safety Margin，SM）与“载荷粗糙度”（Loading Roughness，LR）。[1] 安全裕度的定义如下： 其中L 与S 为负载与强度分布的平均值，σL 与σS 为负载与强度分布的标准差。SM 是负载与强度平均值的相对间距。 载荷粗糙度可通过负载的标准差定义如下： 图1-3 给出了三个示例，它们显示了安全裕度与载荷粗糙度间的不同关系。 图 1 中的负载与强度分布是不重叠的，这显示的是高可靠性情境，其具有窄的分布、低的载荷粗糙度与高的安全裕度。

电子元器件选型规范-实用经典

电子元器件选型规范-实用经典

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

编号：**/**-**-***-**受控状态： 电子元器件选型规范 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： CHBCHBCHB有限责任公司 修订记录 日期修订状态修改内容修改人审核人批准人

1目录 2总则 (3) 2.1目的 (3) 2.2适用范围 (3) 2.3电子元器件选型基本原则 (3) 2.4其他具体选型原则： (4) 3各类电子元器件选型原则 (5) 3.1电阻选型 (5) 3.2电容选型 (6) 3.2.1.............................................................................................. 铝电解电容 6 3.2.2.............................................................................................. 钽电解电容 7 3.2.3................................................................................. 片状多层陶瓷电容 8 3.3电感选型 (8) 3.4二极管选型 (8) 3.4.1.......................................................................................... 发光二极管： 9 3.4.2..................................................................................... 快恢复二极管： 9 3.4.3.......................................................................................... 整流二极管： 9 3.4.4..................................................................................... 肖特基二极管： 9 3.4.5.......................................................................................... 稳压二极管： 9 3.4.6................................................................................. 瞬态抑制二极管： 10 3.5三极管选型 (10) 3.6晶体和晶振选型 (10) 3.7继电器选型 (11) 3.8电源选型 (12) 3.8.1..............................................................................AC/DC电源选型规则 12 3.8.2.................................................................... 隔离DC/DC电源选型规则 12 3.9运放选型 (12) 3.10............................................................................................. A/D和D/A芯片选型 12 3.11.............................................................................................................. 处理器选型 14

元器件降额测试方法

元器件STRESS 测试方法 所谓元器件STRESS 是指检查待测组件在特定的工作条件下各参数与其规格比较,还有多少余量(Derating), 元器件STRESS 包括四部份: 温度STRESS,电压STRESS,电流STRESS,功率STRESS,下面分别进行讨论. 一. 温度STRESS 1. 定义: 温度STRESS=% 100?最大額定結溫度工作結溫度 结温度(junction temperature, Tj)是半导体内部接合面处的温度,但是我们所量测到的 温度都是零件表面(CASE)的温度(Tc), 传统的做法是通过零件规格中给出的热阻θ进行近似 的计算得出结温度Tj: d ja a j P T T ?+=θ 或 d jc c j P T T ?+=θ或 Pd T T jL L j ?+=θ Tj: 计算所得到的结温度. Ta: 零件周围的环境温度(零件周围的具体位置在零件规格中有规定 ) Tc: 所测量到的零件表面的温度. :L T 零件引脚的温度 :ja θ 环境到结点的热阻. : jc θ 零件表面到结点的热阻 :d P 实际损耗功率 d P 的计算方法: A. 二极管: I V P F d ?= (F V 可从规格中查到, I 是实际测量值) 注意: 整流桥之 I V P F d ?=2 B. MOSFET: 附录A 2. 需检查之零件 (1) 电阻: 大于等于2W 的高压功率电阻,热敏电阻 (2) 晶体管: 除SMD 以外之所有晶体管 (3) 二极管: 塑封二极管以及额定电流大于等于1A 的其它二极管 (4) 半导体闸流管: 所有半导体闸流管 (5) 电容: 所有电解电容 (6) IC: 所有IC (7) 电感: 所有电感 3. 测试条件: (1) 输入电压: 高压/低压 (2) 负载条件: 全重载(包括+5VH,+12VH,+3.3VH)和standby mode ( standby max load) (3) 环境温度: 25℃/50℃ 4. 点温注意事项: (1) 遵循原则: 背风面, 靠近热源, 紧贴所点位置.

产品标准化大纲.doc

目次 1 范围 (1) 2 标准化工作原则 (1) 2.1 标准化工作的方针和政策 (1) 2.2 选用标准的原则 (1) 3 标准化工作目标及工作范围 (1) 3.1 工作目标 (1) 3.2 工作范围 (2) 4.2 通用化、系列化、组合化（模块化）要求 (2) 4.3 接口要求 (2) 4.5 可靠性标准化要求 (3) 4.6 对原材料、元器件的要求 (3) 4.7 图样和设计文件的基本要求 (3) 5 研制阶段标准化主要工作任务和内容 (4) 5.1标准化工作主要任务 (4) 5.2研制各阶段标准化工作的主要内容 (4) 附录A (6)

XX设备标准化大纲 1 范围 本大纲规定了XX设备在研制中标准化的主要原则、目标和要求、标准的贯彻与实施、标准化工作范围、各研制阶段的工作任务等内容。 本大纲适用于XX设备在工程研制过程中的标准化工作。 2 标准化工作原则 2.1 标准化工作的方针和政策 2.1.1 本产品研制阶段的标准化工作必须遵守《中华人民共和国标准化法》、《军用标准化管理办法》和《武器装备研制的标准化工作规定》。 2.1.2 本产品研制阶段应积极采用先进的技术标准，以便保障产品使用效能，缩短研制周期，节省费用，获得良好的技术和经济效益。 2.2 选用标准的原则 a）标准的选用应满足产品使用需求和研制工作的需要，坚持“先进性、继承性、经济性”相结合的原则； b）标准的优选顺序为国家军用标准，国家标准和行业标准； c）当国内标准不能满足产品要求时，应认真分析并积极采用国际标准和国外先进标准； d）在尚无国内外标准或其不能满足产品要求的情况下，应当制订企业标准； e）在标准应用中应贯彻剪裁的原则，根据产品的性能、周期和经费对其要求进行分析和选择，必要时进行修改和补充，以满足产品的性能要求； f）当贯彻标准有困难时，要说明理由，提出暂缓贯彻的期限的报告，在征求质管部、并经主管所领导审查批准后，方可暂缓贯彻。 3 标准化工作目标及工作范围 3.1 工作目标 a)保证和提高系统的功能、性能和质量水平，达到研制任务书的要求； b)通过加强标准化管理，全面、系统、有效地制定贯彻实施标准和标准 化要求，使产品标准覆盖率达到100%； c)提高设备的通用化、系列化、模块化水平； d)达到并提高研制效率，缩短研制周期，节省经费等目标。

HW考试知识

1电阻制作工艺: 印刷或烧结,在绝缘基片上用真空蒸发或溅射等方法制 2电阻的主要参数： TCR:温度系数，此电阻当温度上升时，它的阻值有可能是变大，也有可能是变小 VCR: 3电阻的降额设计，具体参考相关资料 4，电容的重要参数： 额定电压： 1）、不同额定电压的电容器，适用于等于或小于该额定电压的电路中。 2）、用于直流电路中，直接将电容器接入到小于电容器额定电压的电路中即可 3）、用于交流电路中，电容器的额定电压等于或小于该交流电路中正弦波峰值电压。 纹波电流： 纹波电流或电压是指的电流的中的高次谐波成分,会带来电流或电压幅值的变化,可能导致击穿,由于是交流成分,就像楼上说的,会在电容上发生耗散,如果电流的纹波成分过大,超过了电容的最大容许纹波电流,会导致电容烧毁;你说的纹波电流大的电容,准确地说是最大容许纹波电流大的电容 漏电流： 电容的板间电压很高击穿电容或者之间的介质发生变化变成导体时，在电容间会有电流通过，称之为漏电。 电容器两极之间的绝缘材料不可能保证100％的绝缘，它也是有介电常数ε的，大小不同而已，当两极间存在电势差时，根据绝缘材料的不同，或多或少有一些自由电子会定向穿过绝缘层，产生微小的漏电流。随着绝缘材料的劣化，其极间的漏电流也会随之增大。 阻抗：1/（jwc），频率越高阻抗越大，电感（jwl）则相反 电源负载能力 电源的带负载能力，是由电源的内阻决定的。内阻越大，带负载能力越低。 空载时测到的电源输出电压，应该叫做电源端电压（数值接近于电势）。因为电源空载，电路处于断路状态，电流为零，所以此时没有压降。 当电源接上额定负载后， 电路总电流= 电源端电压/（负载+内阻）。 此时在电源内阻上的电压降为： 电源端电压X 电源内阻/（负载+内阻） 理想的电源内阻为零。代入上式即可看到，电路电流仅由负载决定，而无论带什么样的负载，电源的电压

元器件降额规范

目录 1 目的 (2) 2 适用范围 (2) 3 引用标准 (2) 4 质量等级及工作状态定义 (2) 4.1 质量等级 (2) 4.2 工作状态 (2) 5 各类器件降额度要求 (3) 5.1 集成电路 (2) 5.2 分立半导体器件 (4) 5.3 固定电阻器、保险丝、热敏电阻 (5) 5.4 电位器 (5) 5.5 电容器 (6) 5.6 磁性器件 (7) 5.7 机电元件 (8) 5.8 连接器、电缆 (8) 5.9 风扇、PCB (9) 6 应用说明 (9) 6.1 半导体器件结温Tj 确定 (9) 表目录 表1 集成电路降额表 (3) 表2 分立半导体降额表 (4) 表3 固定电阻降额表 (5) 表4 电位器降额表 (5) 表5 电容器降额表 (6) 表6 磁性器件降额表 (7) 表7 机电元件降额表 (8) 表8 连接器及电缆降额表 (8) 图目录 图1 电源工作状态示意图 (2)

1 目的 为规范产品设计、验证过程中的对器件降额的要求，特制定本文件。 2 适用范围 本规范适用于本公司产品设计中元器件的降额设计及作为元器件应力分析的判定依据。 3 引用标准 GJB/Z35-93 元器件降额准则 4 质量等级及工作状态定义 4.1 质量等级 A：免费维护期（保修期）为大于3 年。 B：免费维护期（保修期）为小于等于3 年。 注：默认情况下，本公司的ＬＥＤ电源质量等级为Ａ级，消费类电源质量等级为B级，特别地，当客户有要求时，按客户的要求执行。 4.2 工作状态 图1 电源工作状态示意图 状态I： 如图中的阴影部分，为电源的正常工作区，绝大部分时间电源工作在此区域，因此在此状态 下，器件的降额使用更加严格。 工作在状态 I 的电源满足如下条件： （a）按操作手册或目录使用或安装。 （b）在输出额定电压变化范围内，输出功率在额定最小值到最大值间。 （c）输入在规定的电压和频率范围内。 （d）对环境条件而言，温度和湿度将在额定最大值以内。 状态Ⅱ： 如图中阴影之外的部分均表示电源工作在状态II，例如输入欠压、OCP 过流保护、OVP 过压 保护等情况，由于电源工作在II 状态的时间一般来说很短，因此在此状态下器件的降额百分 比不如状态I 严格。但必须注意，实际设计时常常因为疏忽了此状态的降额而导致损坏（例 如在开机、输出短路等情况下的损坏，等等！）。 5 各类器件降额度要求

元器件应用降额规范(20151014)

元器件应用降额规范 制定: 审核: 核准:

目录 1目的 (4) 2适用范围 (4) 3各类器件降额度要求 (4) 3.1电容 (4) 3.2电阻 (4) 3.3电感 (5) 3.3.1概述 (5) 3.3.2应用指南 (5) 3.3.3降额准则 (5) 3.4二极管 (5) 3.4.1概述 (5) 3.4.2应用指南 (5) 3.4.3降额准则 (6) 3.5晶体管 (6) 3.5.1概述 (6) 3.5.2应用指南 (6) 3.6集成电路 (7) 3.6.1概述 (7) 3.6.2降额准则 (7) 3.7连接器 (8) 3.7.1概述 (8) 3.7.2降额准则 (8)

1目的 为规范产品设计、验证过程中的对器件降额的要求，特制定本文件。 2适用范围 本规范适用于本公司产品设计中元器件的降额设计及作为元器件应力分析的判定依据。3各类器件降额度要求 3.1电容 3.2电阻

3.3电感 3.3.1概述 电感元件包括各种线圈和变压器。电感元件降额的主要参数是热点温度。 3.3.2应用指南 1、为防止绝缘击穿，线圈的绕组电压应维持在额定值。 2、工作在低于其设计频率范围的电感元件会产生过热和可能的磁饱和，使元件的工作寿命缩短，甚至导致线圈绝缘破坏。 3.3.3降额准则 电感元件的热点温度额定值与线圈线组的绝缘性能、工作电流、瞬态初始电流及介质耐压有关。热点 注：①：T HS为额定热点温度。 ②：只适用于扼流圈 3.4二极管 3.4.1概述 二极管按功能可分为普通、开关、稳压等类型二极管；按工作频率可分为低频、高频二极管；按耗散功率（或电流）可分为小功率（小电流）大功率（大电流）二极管。所有二极管需要降额的参数是基本相同的。 高温是对二极管破坏性最强的应力，所以对二极管的功率和结温必须进行降额；电压击穿是导致二极管失效的另一主要因素，所以二极管的电压也需降额。 3.4.2应用指南 1、为保证电路长期可靠的工作，设计应允许二极管主要参数的设计容差为： 正向电压：±10% 稳定电压：±2%（适用于稳压二极管） 反向漏电流： +200% 恢复和开关时间： +20%

GB 35-93元器件可靠性降额准则国家标准.

元器件可靠性降额准则 GJB/Z 35－93 1 范围 1.1 主题内容 本标准规定了电子、电气和机电元器件（以下简称元器件）在不同应用情况下应降额的参数及其量值；同时提供了若干与降额使用有关的应用指南。 1.2 适用范围 本标准适用于军用电子设备的设计。其它电子设备可参照使用。 2引用文件 GJB450－88 装备研制与生产的可靠性通用大纲 GJB451－90 可靠性维修性术语 GJB/Z 299A－91 电子设备可靠性预计手册 3定义 除下列术语外，本标准所用的其他术语及其定义见GJB451。 3.1 降额derating 元器件使用中承受的应力低于其额定值，以达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。通常用应力比和环境温度来表示。 3.2 额定值rating 元器件允许的最大使用应力值。 3.3 应力stress 影响元器件失效率的电、热、机械等负载。 3.4 应力比stress ratio 元器件工作应力与额定应力之比。应力比又称降额因子。 4一般要求 4.1 降额等级的划分 通常元器件有一个最佳降额范围。在此范围内，元器件工作应力的降低对其失效率的下降有显著的改善，设备的设计易于实现，且不必在设备的重量、体积、成本方面付出大的代价。 应按设备可靠性要求、设计的成熟性、维修费用和难易程度、安全性要求，以及对设备重量和尺寸的限制等因素，综合权衡确定其降额等级。在最佳降额范围内推荐采用三个降额等级。 a.Ⅰ级降额 Ⅰ级降额是最大的降额，对元器件使用可靠性的改善最大。超过它的更大降额，通常对元器件可靠性的提高有限，且可能对设备设计难以实现。 Ⅰ级降额适用于下述情况：设备的失效将导致人员伤亡或装备与保障设施的严重破坏；对设备有高可靠性要求，且采用新技术、新工艺的设计；由于费用和技术原因，设备失效后无法或不宜维修；系统对设备的尺寸、重量有苛刻的限制。 b.Ⅱ级降额 Ⅱ级降额是中等降额，对元器件使用可靠性有明显改善。Ⅱ级降额在设计上较Ⅰ级降额易于实现。 引起装备与保障设施的损坏；有高可靠性要求，且采用了某些专门的设计；

元器件降额标准

修订记录

目录 修订记录 (1) 1、目的 (3) 2、范围 (3) 3、组织与权责 (3) 3.1、设计工程 (3) 3.2、验证工程 (3) 3.3、零件工程 (3) 4、名词解释 (3) 4.1、降额 (3) 4.2、最大额定值 (3) 4.3、应力 (3) 4.4、应力比率 (3) 5、降额标准 (4) 5.1、电阻器降额使用规范 (4) 5.2、保险丝使用规范 (4) 5.3、整流管降额使用规范 (5) 5.3.1、信号/开关, 普通型二极体 (5) 5.3.2、桥整 (5) 5.3.3、肖特基二极体 (5) 5.3.4、稳压二极管 (5) 5.4 晶体管降额使用规范 (6) 5.4.1、晶体管(双极,普通) (6) 5.4.2、晶体管(功率) (6) 5.4.3、MOSFET(Small Signal) (6) 5.4.4、MOSFET(Power) (6) 5.4.5、晶闸管, 可控硅 (7) 5.5、电容降额使用规范 (7) 5.6、光电耦合器 (8) 5.7、微电路IC降额使用规范 (8) 5.7、变压器和电感降额使用规范 (8) 6、SAGEMCOM Component derating: (8) 7、参考文件 (9) 8、附录 (9)

1、目的 通过执行降额标准等效补偿零件关键特性参数降低来自于零件和生产变异造成的品质冲击而导致的不良率，改善产品设计可靠性提高产品运行余量从而达成稳定的设计目标要求。 2、范围 冠德科技有限公司SPS研发部。 3、组织与权责 3.1、设计工程 设计开发之前，设计工程人员需要了解熟悉零件应用和零件降额使用标准。开发设计调试过程中设计工程人员有责任量测零件实际工作中的承受应力，如果检测结果达不到相应的零件降额要求，设计人员有责任研究分析根本原因并妥善解决。如果没有成本效率（包括品质改善）可以实现，设计人员有责任提供与条款存在异议部分并提供报告做相应解释。 3.2、验证工程 验证工程人员有责任参与降额标准的应用说明并与相关人员作答，并担当该文件的维护工作。验证工程人员以该文件做为验证新产品和设计工程的零件变更及应用规格变更是否符合要求作为评判标准，并有责任提供相关验证报告知会相关部门确认。 3.3、零件工程 零件承认负责人有责任提供当前相关零件详细应用数据，该数据将有帮助解释零件使用参数降额，测试以及可靠性。这些零件相关承认应用数据将是存档并随时可以调阅的。零件承认负责人在新的设计和现有的设计上初次评鉴和增加以及更换供应商时需使用电子零件降额使用该分文件作为参考文件。零件承认负责人将有责任支援解释该文件任何标准的变更。 4、名词解释 4.1、降额：零件电性的；温度的以及机械应力等级低于它最大的额定应力等级。 4.2、最大额定值：一个零件的应用一定不可以超过它的预期最大参数值，超过该值将可能造成 零件的永久性损坏。 4.3、应力：影响元器件失效率的电、热、机械等负载。 4.4、应力比率：元器件工作应力与额定应力之比，应力比又称降额因子。

元器件降额标准(参考)

元器件降额标准(参考)

元器件降额准则（参考件） 元器件种类降额参 数 降额等级 ⅠⅡⅢ 集成电路模 拟 电 路 放大 器 电源电 压 0.70 0.80 0.80 输入电 压 0.60 0.70 0.70 输出电 流 0.70 0.80 0.80 功率0.70 0.75 0.80 最高结 温（℃） 80 95 105 比较 器 电源电 压 0.70 0.80 0.80 输入电 压 0.70 0.80 0.80 输出电 流 0.70 0.80 0.80 功率0.70 0.75 0.80 最高结 温（℃） 80 95 105

电压调整器 电源电 压 0.70 0.80 0.80 输入电 压 0.70 0.80 0.80 输出输 入电压 差 0.70 0.80 0.85 输出电 流 0.70 0.75 0.80 功率0.70 0.75 0.80 最高结 温（℃） 80 95 105 模拟开关 电源电 压 0.70 0.80 0.85 输入电 压 0.80 0.85 0.90 输出电 流 0.75 0.80 0.85 功率0.70 0.75 0.80 最高结 温（℃） 80 95 105 数 字 电 路双极频率0.80 0.90 0.90

型电路 输出电 流 0.80 0.90 0.90 最高结 温（℃） 85 100 115 MOS 型电路 电源电 压 0.70 0.80 0.80 输出电 流 0.80 0.90 0.90 功率0.80 0.80 0.90 最高结 温（℃） 85 100 115 混和集成电路 厚模集 成电路 （W/cm 2） 7.5 薄模集 成电路 （W/cm 2） 6.5 最高结 温（℃） 85 100 115