● 摘要
集成运算放大器作为模拟电路技术的基础,其可靠性对于电路系统至关重要。工作寿命是评价集成运算放大器可靠性的一项重要技术指标。本文以典型模拟集成电路——某型集成运算放大器为研究对象,对其寿命评估技术进行研究,分析研究了该型号器件的失效机理,并结合工程案例确定了该型号器件的敏感参数;对该型集成运算放大器的试验样品进行了加速退化试验,然后基于敏感参数退化和有关数学处理方法评估了该型器件在常温下的工作寿命和可靠性。本文的主要的研究内容如下:
1)集成运算放大器的寿命影响因素与敏感参数
研究了采用双极型工艺的集成运算放大器的失效模式和失效机理,总结了这类集成运算放大器的常见缺陷,结合有关分析案例确定温度与电应力是主要的寿命影响因素,结合以往的工程案例结果确定了该型集成运算放大器的主要敏感参数有输入偏置电流、共模抑制比、开环增益。
2)集成运算放大器性能参数在线测试系统设计
根据集成运算放大器的测试标准,设计了测试电路,根据集成运算放大器的工作特性,设计了典型的工作电路,并设计完成被测器件在外围工作/测试电路切换的电气连接,以及与数据采集系统的整合。搭建数据采集系统,编写数据处理程序。数据采集系统实现了在加速试验过程中定时自动对多个通道的集成运算放大器的参数测量与数据采集。
3)集成运算放大器加速退化模型及加速试验方法
结合双极型集成运算放大器自身的结构特性、失效模式和失效机理,分析各敏感参数的退化规律。分析相应的退化模型,根据试验对象信息和以往加速退化试验案例,完成了某型集成运算放大器加速退化试验的方案设计。加速退化试验设计包括试验应力的施加、样本量多少的确定、实验加速因子研究、测试系统及测量方法、试验数据处理及失效标准等方面的研究。最终根据有关模型对试验数据采用合适的数据处理方法,完成被测器件的寿命评估。
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