元器件降额测试方法.doc

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STRESS1. 定义:温度STRESS=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进行近似的计算得出结温度Tj: 或 或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. 零件引脚的温度 环境到结点的热阻. 零件表面到结点的热阻 实际损耗功率的计算方法: A. 二极管: (可从规格中查到, I是实际测量值) 注意: 整流桥之 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: 25/504. 点温注意事项:(1) 遵循原则: 背风面, 靠近热源, 紧贴所点位置.(2) 制作点温线接合点端不能有绞线现象, 且长度最好控制在5mm以内.(3) 各种零件所点位置:A. IC: 点在本体或引脚上(若点在引脚上需进行绝缘)B. 变压器: 取掉胶布, 点在最外层线圈上C. 直接点在线圈上, 若能接触到铁芯, 最好与铁芯及线圈同时接触.D. 电容: 直接点在电容顶部或本体中点(点在中点时需将电容外皮去掉)E. 电阻: 电阻靠近PWB且没有打KINK时,点在靠近PWB处之本体上,有打KINK就直接点在本体中点上.具体如图所示:5. Derating 零件类型Derating Factor零件类型Derating Factor绕线电阻,功率电阻,VRPWB-10晶闸管,SCR, TRIACS90%热敏电阻最高温度-30(若量测温度大于PWB最高温度时,需考虑PWB之温度)电解电容90%贴片电阻90%IC90%二极管90%电感,铁芯90%晶体管90%MOSFET90%二. 电压 STRESS 1. 定义: 电压STRESS=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) 半导体闸流管: 所有半导体闸流管(4) 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(5) 电容: 所有电解电容(6) MOSFET: 所有 . 测试条件:(1) 输入电压: 高压(2) 输出负载: 重载/轻载(3) 环境温度: 25(4) 工作状态:稳定状态和瞬间状态 瞬间状态包括以下几点: A:重复开关机(AC ON/OFF)B:某组输出短路后.,再重复开关机(应对每一组输出都分别短路,然后找出最差的状况)C:开机后,重复短路某一组输出(应对每一组输出都分别短路,然后找出最差的状况).数据测量方式:componentAC on/offO/P short then on/offAC on the O/P shortNormal operationO/P short VrmsSemiconductorMAXMAXMAXMAX*CAPNANAMAXMAXNAResistorNANANARMSRMS 总的来说,测量电压时除了电阻是测量其电压之RMS值以外,其它都是测量其电压之MAX值.在测试过程中应将MIN值同时显示出来,在MAX与MIN值中取绝对值最大的一个. 注意: 在量测瞬间状态波形时,必须将触发电平调到可触发范围内的最高点.否则,结果会相差很大.如附录C所示.5.各零件之电压量测点(1) MOSFET: 漏极-源极(2) 三极管: 集电极-发射极(3) 二极管: 反向电压或(A to K正向电压) 注意:测量电压时.,示波器探棒黑色夹子必须夹地.不能夹在低电位但不是地的位置,那样可能会引起无输出或者大电流烧坏示波器探棒.若待测点都不是地,那必须用两信道相减.6.Derating零件类别Derating Factor稳定状态 瞬间状态电阻90%90%二极管(schottky除外)90%95%Schottky Diode90%100%晶体管90%95%MOSFET90%100%晶闸管,SCR,TRIACS (关断状态)90%90%电容(bulk电容,钽电容除外)90%90%bulk电容,X电容100%钽电容80%IC90%95%7. Avalanche 当MOSFET之电压超过规格值时,要对测量结果进一步计算,当其Avalanche Energy未超过规格值时,那么该电压视为可接受电压. 具体计算如.附录B三. 电流 STRESS 1. 定义: 电流STRESS=2. 需检查之零件(1) 晶体管: 除SMD以外之所有晶体管(2) 半导体闸流管: 所有半导体闸流管(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) 电容: 所有电解电容(5) MOSFET: 所有. 测试条件:(1) 输入电压: 低压(2) 输出负载: 重载(+5VH,+12VH,或+3.3VH),待测零件属于哪一组输出电压的零件, 对应该组输出电压带最大负载,若待测零件并不属于某一组输出电压的零件(如Q1等),则用+3.3VH.(3) 环境温度: 25 4. 数据测量方式: 除了二极管是测量其电流平均值(Mean)以外,其余都是测量其电流之有效值(RMS) . 5. 各零件之电流测点(1) MOSFET: 量测其I D或I S(2) 三极体: 量测其I C 或 I E(3) 二极管 量测其正向电流 I F(4) 电容; 量测其任意一端的电流 6. Derating CompnentDerating Faetor二极管90%晶体管80%MOSFET80% 晶闸管,SCR,TRIACS (导通状态)80%电容100%IC90%7. 注意事项: 可接受ripple current = 规格所查ripple current 频率系数 温度系数四. 功率STRESS1. 定义 功率STRESS=, 实际功率=2. 需检查之零件所有电阻3. 测试条件:(1) 输入电压: 常压(2) 重载(3) 环境温度: 25(4) 工作状态: 稳定状态4. 电压量测其RMS值.5. Derating: 80%五. 问题讨论1.量测RMS值会随示波器扫描时间改变而改变? 如附录D所示尽管同一扫描时间,也会随触发位置改变而改变, 如附录E所示是否可以用Gate on测量一个周期的RMS值?2.测量初级侧的零件时,示波器探棒夹子夹在初级侧的地,相当于将FG线与初级侧的地接在一起,这样会有问题吗?3.波形数据采用采集方式: Sample , Peak Detect, Hi-Res?4.普通二极管的温度Derating需查j c , 但规格中只有j l 或 j a, 应怎么解决? 又要重新点引脚的温度吗?附录A MOSFET功率损耗计算方法Graph#1 BACK附录B Avalanche Energ