Ускоренные испытания транзисторов большой мощности на длительную наработку при решении задач прогнозирования их надежности методом имитационных воздействий

При оценке индивидуальной надежности полупроводниковых приборов по постепенным отказам для заданной наработки прогнозируют значение электрического параметра конкретного экземпляра для этой наработки, используя метод имитационных воздействий. Для получения прогноза электрического параметра надо иметь имитационную модель в виде функции связи заданной наработки с уровнем имитационного воздействия. Имитационную модель получают с помощью предварительных исследований (обучающего эксперимента) обучающей выборки полупроводниковых приборов интересующего типа объемом примерно 50…100 экземпляров. Применение модели сводится к расчету уровня имитационного воздействия, соответствующего заданной наработке. Результат измерения электрического параметра при рассчитанном уровне имитационного воздействия у нового однотипного экземпляра, не принимавшего участия в обучающем эксперименте, следует считать прогнозом этого параметра для заданной наработки. Составной частью предварительных исследований по получению имитационной модели являются испытания полупроводниковых приборов обучающей выборки на длительную наработку, которая может составлять десятки тысяч часов, что обусловливает необходимость планирования и проведения ускоренных испытаний. В статье обоснованы условия проведения ускоренных форсированных испытаний применительно к биполярным транзисторам большой мощности типа КТ872А. В качестве факторов, ускоряющих испытания, выбраны повышенная температура и обратное напряжение, прикладываемое к коллекторному переходу транзисторов. Рассчитан коэффициент ускорения испытаний относительно рабочего режима работы транзисторов. По результатам ускоренных испытаний для электрического параметра (напряжение насыщения коллектор–эмиттер) получена математическая модель в виде зависимости его среднего значения от наработки. Наличие этой модели необходимо для определения функции пересчета заданной наработки транзисторов на значение имитационного воздействия.

1. Боровиков С.М. Статистическое прогнозирование для отбраковки потенциально ненадежных изделий электронной техники. Москва: Новое знание; 2013.

2. Боровиков С.М., Цырельчук И.Н., Шнейдеров Е.Н., Бересневич А.И. Прогнозирование надежности изделий электронной техники. Минск: МГВРК; 2010.

3. Боровиков С.М., Щерба А.И. Прогнозирование работоспособности полупроводниковых приборов методом имитационного моделирования. Информационные технологии в проектировании и производстве. 2002;4:37-40.

4. Боровиков С.М., Калита Е.В., Бересневич А.И. Моделирование электрического параметра транзисторов при прогнозировании их надежности методом имитационных воздействий. Интернаука. 2022;7-2(230):25-30.

5. Escobar L.A., Meeker W.Q. A Review of Accelerated Test Models. Statistical Science. 2006;21(4):552-577. DOI: 10.1214/088342306000000321.

6. Failure Mechanisms and Models for Semiconductor Devices. Arlington: JEDEC Solid State Technology Association; 2009.

7. Полупроводниковая электроника / пер. с анг. М.В. Рябчицкий, С.В. Турецкий, О.Н. Ермаков, ред. Т.Е. Брод. Москва: ДМК Пресс; 2015.

8. Боровиков С.М., Шнейдеров Е.Н., Плебанович В.И., Бересневич А.И., Бурак И.А.Экспериментальное исследование деградации изделий электронной техники. Доклады БГУИР. 2017;2:45-52.

9. Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности. Минск: Дизайн ПРО; 1998:62-65.