Каково определение абсолютного максимума рейтинга?

Каково определение абсолютного максимума рейтинга? Это варьируется от производителя к производителю?

Итак, короткая история определения абсолютного максимума действительно варьируется от производителя к производителю.

Почти каждое производство (из тех, которые были отобраны) будет иметь вариант этого предупреждения:

Напряжения, превышающие перечисленные в разделе «Абсолютные максимальные значения», могут привести к необратимому повреждению устройства.

Затем расскажу вам, что это может произойти со временем:

Подверженность абсолютному максимальному рейтингу

Условия для длительных периодов могут повлиять на надежность устройства.

Если международные стандарты имеют значение для чего-либо здесь, это IEC60134, который «стандартизирует» определение абсолютных максимальных оценок:

IEC60134, параграф 4: Абсолютная максимальная рейтинговая система. В этом разделе говорится:

«Абсолютные максимальные значения - это предельные значения условий эксплуатации и окружающей среды, применимые к любому электронному устройству определенного типа, как определено его опубликованными данными, которые не должны превышаться при наихудших вероятных условиях.

Эти значения выбираются производителем устройства, чтобы обеспечить приемлемую исправность устройства, не принимая на себя ответственность за изменения оборудования, изменения окружающей среды и влияние изменений условий эксплуатации из-за изменений характеристик рассматриваемого устройства и всех других электронных устройств. устройства в оборудовании. »

Здесь действительно становится скучно, но я подбросил это для сравнения

Аналоговый говорит, что их абсолютные максимальные оценки не убьют часть немедленно, но это ухудшится со временем:

Напряжения выше перечисленных в разделе «Абсолютные максимальные значения» могут привести к необратимому повреждению устройства. Это только рейтинг стресса; Функциональная работа устройства при этих или любых других условиях выше тех, которые указаны в эксплуатационном разделе данной спецификации, не подразумевается. Воздействие абсолютных максимальных значений в течение длительных периодов может повлиять на функциональность устройства

Они также говорят о многих своих чипах, основанных на процессе.

Максимальное напряжение питания, которое можно подать на операционный усилитель, определяется процессом изготовления. Это относится к мгновенному значению, а не к среднему или окончательному значению. Низковольтные операционные усилители CMOS от Analog Devices, Inc., как правило, ограничены напряжением 6 В, в то время как биполярные части высокого напряжения ограничены напряжением 36 В.

Источник: Analog App Note MS-2551

Линейная технология выдает стандартное предупреждение и надежность:

Напряжения, превышающие перечисленные в разделе «Абсолютные максимальные значения», могут привести к необратимому повреждению устройства. Воздействие любого условия абсолютного максимального значения в течение длительных периодов может повлиять на надежность устройства и срок его службы.

Максим Электроникс дает стандартное предупреждение, и это повлияет на надежность:

Напряжения, превышающие перечисленные в разделе «Абсолютные максимальные значения», могут привести к необратимому повреждению устройства. Это только оценки напряжений, и функциональная работа устройства при тех или иных условиях, помимо указанных в эксплуатационных разделах спецификаций, не подразумевается. Воздействие условий абсолютного максимума в течение длительных периодов может повлиять на надежность устройства.

Texas Instruments - это то же самое:

Напряжения, превышающие указанные в абсолютных максимальных значениях, могут привести к необратимому повреждению устройства. Это только оценки напряжений, и функциональная работа устройства при этих или любых других условиях, помимо указанных в рекомендуемых условиях эксплуатации, не подразумевается. Воздействие в условиях абсолютного максимума в течение длительного времени может повлиять на надежность устройства.

Исключением является Ром, и они говорят, что вы никогда не сможете превысить рейтинги, иначе вы нанесете ущерб:

Абсолютные максимальные рейтинги - это условия, которые никогда не следует превышать, даже на мгновение. Например, подача напряжения выше максимального значения и / или использование в средах вне температурного диапазона может привести к ухудшению характеристик ИС или даже повреждению.

Источник: Ром Абсолют Максимум Рейтинги

Производство и спецификация полупроводников не точны, есть элемент вероятности. Любой тип компонента будет иметь разброс значений, для которых он «взрывается» согласно некоторому определению.

Существует три широких группы пользователей, которые по-разному интерпретируют риск, связанный с отказом компонента.

Существует группа «без риска», как автомобильная, военная, авиационная, медицинская.

Существует группа «разумного коммерческого риска», большинство промышленных и коммерческих производителей и любителей, которые просто хотят создавать вещи, которые работают и продолжают работать.

Затем есть группа «включи, пока она не взорвется», затем немного отключи »группу оверклокеров и сборщиков катушек Тесла, которые знают, что делают, для которых отказ компонента является частью нормального рабочего диапазона.

AMR, абсолютные максимальные рейтинги, предназначены для первых двух групп.

Если вы хотите, чтобы ваши вещи продолжали работать без проблем, тогда планируйте сохранить все параметры в AMR. Если рекомендуемое напряжение на шине составляет 15 В, а AMR - 18 В, то установите лом на 17 В. У вас может быть одна микросхема, которая продолжала работать на 20 В, вам повезло. Или это продолжало работать, была ли какая-то деградация, которая не была сразу очевидна? Если вы планируете превышать какие-либо значения AMR, планируйте поиск неисправностей и их замену.

AMR (абсолютные максимальные рейтинги) представляют собой набор параметров, которые определяют границы надежных операций устройства. Основная их цель - избежать ответственности производителя. Надежность формулируется с точки зрения определенной вероятности отказа устройства, которая зависит от класса устройства (потребительский, промышленный, автомобильный, MIL-883, медицинский и т. Д.), И обычно не разглашается.

Набор параметров AMR определяется для каждого продукта инженерами по надёжности устройства, которые тщательно проверяют все рабочие параметры во всем назначенном диапазоне рабочих условий, таких как механическая / термическая усталость, электромиграция и т. Д., И получают цифры. Затем этот набор чисел проверяется на реальных образцах устройства с использованием методов ускоренного старения. Тогда технические специалисты по маркетингу выдумывают это число, чтобы оправдать ожидания клиентов и избежать потенциальных обязательств.

Параметры являются абсолютными в том смысле, что они определены для худшей комбинации всех параметров по всем углам процесса. Таким образом, если температура устройства поддерживается на уровне или ниже номинальной, превышение максимального напряжения не убьет его, а превышение рабочей частоты устройства может привести к созданию полнофункционального устройства. Вот почему оверклокеры существуют. Однако функция распределения этих взаимозависимостей обычно неизвестна, и для ее определения потребуется слишком много инженерных усилий, поэтому производитель просто предпочитает аннулировать любую гарантию, если один из параметров будет превышен в приложении клиента.

Для действительно крупных клиентов есть место для переговоров. Если, скажем, какой-то параметр надежности был определен на основе 1 000 000 часов работы (~ 100 лет), но клиент планирует всего 5 лет обслуживания, рейтинг можно изменить. Но чтобы определить надежность и утвердить заявку, нужно приложить особые усилия, чтобы придумать PDF надежности.

Здесь три рабочие зоны

Номинальные характеристики детали можно разделить на три зоны: «номинальные» (или «Рекомендуемые условия эксплуатации»), «нештатные» (вне рекомендуемых условий эксплуатации, но не вне абсолютных максимальных значений) и «вероятен волшебный дым» ( за пределами абсолютных максимальных рейтингов).

В пределах «номинальной» зоны работа детали в соответствии со спецификациями гарантируется в пределах допустимых вероятностей отказов производителя. Мы проектируем для работы в этом диапазоне условий, как мы знаем из таблицы данных, как деталь будет вести себя в этой зоне.

Внутри «нештатных» зон деталь будет пытаться работать, но она может не соответствовать всем спецификациям таблицы или иметь сокращенный срок службы, который производитель больше не считает приемлемым. Ненормальные условия могут существовать временно во время восстановления после сбоя системы или в ситуациях запуска и останова, но не должны сохраняться в течение какого-либо промежутка времени, поскольку они могут повлиять на работу.

Как только вы дойдете до точки «вероятности волшебного дыма», а именно, AMR, проблемы с надежностью перейдут от долгосрочного (сокращенного срока службы) к краткосрочному (оно терпит неудачу на вашей скамейке или становится младенческим смертным в руках клиента). Очевидно, что на данный момент гарантия недействительна - такие люди, как оверклокеры, которые не заботятся о гарантии и знают о своих рисках, хотя могут вытолкнуть детали за пределы спецификации с помощью дополнительных волшебных средств контроля дыма (таких как расширенные). охлаждение), однако.

Не все нештатные операции одинаковы

Есть несколько различных возможностей для нештатных условий, в зависимости от того, о каком типе детали вы говорите; наиболее распространенные в мире полупроводников изображены на диаграмме «напряжение-температура», показанной ниже, и также объяснены здесь более подробно.

• Зона «On / Off (Power Ramp)» представляет напряжения ниже минимального рабочего напряжения. Это происходит каждый раз, когда вы включаете или выключаете устройство, или из-за отключения питания (например, от разряженной батареи). Работа в этой зоне не гарантируется: аналоговые части часто будут изо всех сил пытаться сделать что-то полезное, а цифровые части просто запутаются, если они будут оставаться в этой зоне в течение некоторого времени. Схемы сброса (включение, отключение) используются в цифровом мире для поддержания деталей в известном состоянии, находясь в этой зоне, но у них есть свои ограничения при очень низких напряжениях питания.
• Зона «холодного запуска» представляет собой слишком холодные условия, ниже минимальных рабочих температур. Многие детали по-прежнему соответствуют спецификациям, даже если они не были протестированы для этого из-за стоимости или ограничений тестирования, но некоторые детали (запрещенные зоны и осцилляторы печально известны тем, что не запускаются должным образом при низких температурах в аналоговом мире, в то время как ЖК-дисплеи и другие вещи с текучей средой или химией просто не будут работать хорошо в этой зоне) откажутся работать должным образом здесь.
• Зона «Перенапряжение (переходный процесс питания)» представляет переходные процессы питания, превышающие максимальный рабочий рейтинг детали, но все еще сохраняемый. Как правило, они сокращают срок службы, но в остальном это не проблема, и они являются остатками больших скачков напряжения, зажатых защитными устройствами.
• Наконец, зона «Термическая неисправность (защита от перегрева)» представляет собой переходные условия перегрева, которые снимаются ограничением тока (в аналоговых частях), регулированием скорости (в цифровых деталях) или просто отключением при перегреве. Опять же, операция здесь сокращает срок службы компонентов.