目录
概要
1 元器件分类和基准温度
2 Transistors 失效率的计算
2.1 失效率预测模型
2.2 电压应力系数
2.2.1 电压应力系数计算模型
2.2.2 电压应力系数计算
2.3 温度应力系数
2.3.1 温度应力系数计算模型
2.3.2 温度应力系数计算
3 Diodes and power semiconductors 失效率的计算
3.1 失效率预测模型
3.2 温度应力系数
3.2.1 温度应力系数计算模型
3.2.2 温度应力系数计算
概要
IEC 61709是国际电工委员会（IEC）制定的一个标准，即“电学元器件 可靠性 失效率的基准条件失效率转换的应力模型”。主要涉及电学元器件的可靠性，包括失效率的基准条件和失效率转换的应力模型。本文介绍IEC 61709第七章：Discrete semiconductors 的失效率预测模型。
1 元器件分类和基准温度
IEC 61709第七章根据元器件的类型和40°C的元器件环境温度，推荐了基准结温θref：
Transistors common, low frequency 的基准温度
Transistors, microwave, (e.g. RF > 800 MHz) 的基准温度
Diodes 的基准温度
Power semiconductors 的基准温度
2 Transistors 失效率的计算
2.1 失效率预测模型
Transistors 的失效率预测模型如下：
式中：
λ：失效率，单位为十亿分之一每小时（10^-8/h）；
λref：基准条件下的失效率，单位为十亿分之一每小时（10^-8/h）；
πU：电压应力系数；
πT：温度应力系数；
2.2 电压应力系数
2.2.1 电压应力系数计算模型
电压应力系数πU的计算模型1如下：
式中：
Uop：工作电压，单位为伏（V）；
Uref：基准电压，单位为伏（V）；
Urat：额定电压，单位为伏（V）；
C2、C3：常数；
πT：温度应力系数；
2.2.2 电压应力系数计算
参考标准第七章，选择晶体管电压应力系数计算所需的参数：
输入工作电压和额定电压的比值，带入电压应力系数的计算模型，即可得出电压应力系数：
2.3 温度应力系数
2.3.1 温度应力系数计算模型
为充分描述Transistors 温度与失效率的关系，采用包含两个激活能的计算模型，而非采用基于阿伦尼乌斯方程的经验模型：
式中：
A：常数；
Ea1，Ea2：激活能，单位为电子伏特（eV）；
K0：常数，8.616×10^-5 eV/K；
T0：313(K)；
Tref：基准结温的华氏温度，θref+273(K)；
Top：运行结温的华氏温度，θop+273(K)；
2.3.2 温度应力系数计算
根据元器件的类型，选择温度应力系数计算所需的参数A、Ea1和Ea2：
结合元器件不同的运行结温、基准结温，带入温度应力系数的计算模型，即可得出不同运行结温和基准结温下温度应力系数：
- 对于 Transistors，带入A、Ea1、Ea2以及不同的运行结温、基准结温，即可计算出不同的运行结温、基准结温下的温度应力系数：
3 Diodes and power semiconductors 失效率的计算
3.1 失效率预测模型
Diodes and power semiconductors的失效率预测模型如下：
式中：
λ：失效率，单位为十亿分之一每小时（10^-8/h）；
λref：基准条件下的失效率，单位为十亿分之一每小时（10^-8/h）；
πT：温度应力系数；
3.2 温度应力系数
3.2.1 温度应力系数计算模型
为充分描述Diodes and power semiconductors温度与失效率的关系，采用包含两个激活能的计算模型，而非采用基于阿伦尼乌斯方程的经验模型：
式中：
A：常数；
Ea1，Ea2：激活能，单位为电子伏特（eV）；
K0：常数，8.616×10^-5 eV/K；
T0：313(K)；
Tref：基准结温的华氏温度，θref+273(K)；
Top：运行结温的华氏温度，θop+273(K)；
3.2.2 温度应力系数计算
根据元器件的类型，选择温度应力系数计算所需的参数A、Ea1和Ea2：
结合元器件不同的运行结温、基准结温，带入温度应力系数的计算模型，即可得出不同运行结温和基准结温下温度应力系数：
- 对于Reference and microwave diodes ，带入A、Ea1、Ea2以及不同的运行结温、基准结温，即可计算出不同的运行结温、基准结温下的温度应力系数：
- 对于Diodes (without reference and microwave diodes) and power semiconductors ：带入A、Ea1、Ea2（Ea2的值为0）以及不同的运行结温、基准结温，即可计算出不同的运行结温、基准结温下的温度应力系数：
