元器件降額的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)則介紹

1、降額derating

元器件使用中承受的應(yīng)力低于其額定值，以達(dá)到延緩其參數(shù)退化，提高使用可靠性的目的。通常用應(yīng)力比和環(huán)境溫度來表示。

2、額定值rating

元器件允許的最大使用應(yīng)力值。

3、應(yīng)力stress

影響元器件失效率的電、熱、機(jī)械等負(fù)載。

4、應(yīng)力比stress ratio

元器件工作應(yīng)力與額定應(yīng)力之比。應(yīng)力比又稱降額因子。

5、降額等級的劃分

通常元器件有一個(gè)最佳降額范圍。在此范圍內(nèi)，元器件工作應(yīng)力的降低對其失效率的下降有顯著的改善，設(shè)備的設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)，且不必在設(shè)備的重量、體積、成本方面付出大的代價(jià)。

應(yīng)按設(shè)備可靠性要求、設(shè)計(jì)的成熟性、維修費(fèi)用和難易程度、安全性要求，以及對設(shè)備重量和尺寸的限制等因素，綜合權(quán)衡確定其降額等級。在最佳降額范圍內(nèi)推薦采用三個(gè)降額等級。

a.Ⅰ級降額

Ⅰ級降額是最大的降額，對元器件使用可靠性的改善最大。超過它的更大降額，通常對元器件可靠性的提高有限，且可能對設(shè)備設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)。

Ⅰ級降額適用于下述情況：設(shè)備的失效將導(dǎo)致人員傷亡或裝備與保障設(shè)施的嚴(yán)重破壞；對設(shè)備有高可靠性要求，且采用新技術(shù)、新工藝的設(shè)計(jì)；由于費(fèi)用和技術(shù)原因，設(shè)備失效后無法或不宜維修；系統(tǒng)對設(shè)備的尺寸、重量有苛刻的限制。

b.Ⅱ級降額

Ⅱ級降額是中等降額，對元器件使用可靠性有明顯改善。Ⅱ級降額在設(shè)計(jì)上較Ⅰ級降額易于實(shí)現(xiàn)。
引起裝備與保障設(shè)施的損壞；有高可靠性要求，且采用了某些專門的設(shè)計(jì)；

需支付較高的維修費(fèi)用。

c.Ⅲ級降額

Ⅲ級降額是最小的降額，對元器件使用可靠性改善的相對效益最大，但可靠性改善的絕對效果不如Ⅰ級和Ⅱ級降額。Ⅲ級降額在設(shè)計(jì)上最易實(shí)現(xiàn)。

Ⅲ級降額適用于下述情況：設(shè)備的失效不會造成人員的傷亡和設(shè)施的破壞；設(shè)備采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；故障設(shè)備可迅速、經(jīng)濟(jì)地加以修復(fù)；對設(shè)備的尺寸、重量無大的限制。

6、不同應(yīng)用推薦的降額等級

根據(jù)4.1條的規(guī)定，對不同應(yīng)用推薦的降額等級見表1。

表1降額的限度

降額可有效地提高元器件的使用可靠性，但降額是有限度的。通常，超過最佳范圍的更大降額，元器件可靠性改善的相對效益下降，見附錄A（參考件）。而設(shè)備的重量、體積和成本卻會有較快的增加。有時(shí)過度的降額會使元器件的正常特性發(fā)生變化，甚至有可能找不到滿足設(shè)備或電路功能要求的元器件；過度的降額還可能引入元器件新的失效機(jī)理，或?qū)е略骷?shù)量不必要的增加，結(jié)果反而會使設(shè)備的可靠性下降。

7、降額量值的調(diào)整

不應(yīng)將本標(biāo)準(zhǔn)所推薦的降額量值絕對化。降額是多方面因素綜合分析的結(jié)果。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的降額值考慮了設(shè)計(jì)的可行性和與可靠性要求相吻合的設(shè)計(jì)限制。在實(shí)際使用中，由于條件的限制，允許降額值作一些變動，即某降額參數(shù)可與另一參數(shù)彼此綜合調(diào)整，但不應(yīng)輕易改變降額等級（如從Ⅰ級降額變到Ⅱ級降額）。某些情況下，超過本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的降額量值的選擇可能是合理的，但也應(yīng)在認(rèn)真權(quán)衡的基礎(chǔ)上作出。還應(yīng)指出，與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的降額量值間的小的偏差，通常對元器件預(yù)計(jì)的失效率不會有大的影響。

8、確定降額量值的工作基礎(chǔ)

降額量值的工作基礎(chǔ)可分為以下三種情況，在應(yīng)用中應(yīng)予以注意：

（1） 對大量使用數(shù)據(jù)進(jìn)行過分析，并對元器件的應(yīng)力與可靠性關(guān)系有很好的認(rèn)識（表2中的A類）；

（2） 供分析的使用數(shù)據(jù)有限，或結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。但對元器件的應(yīng)力與可靠性關(guān)系有一定的認(rèn)識（表2中的B類）；

（3） 由于技術(shù)較新，或受到器件所在設(shè)備中組合方式的限制，至今尚無降額的應(yīng)用數(shù)據(jù)可供參考。但研究了它們的結(jié)構(gòu)和材料，作出降額的工程判斷（表2中的C類）。

9、元器件的質(zhì)量水平

必須根據(jù)產(chǎn)品可靠性要求選用適合質(zhì)量等級的元器件。不能用降額補(bǔ)償?shù)姆椒ń鉀Q低質(zhì)量元器件的使用問題。

附錄：元器件降額準(zhǔn)則一覽表