開(kāi)關(guān)電源DC-DC模塊功率級(jí)可靠性研究.pdf

1、功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展促成了開(kāi)關(guān)型電源的出現(xiàn)。憑借開(kāi)關(guān)電源自身的諸多優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)型電源一經(jīng)出現(xiàn)便很快的取代了線性電源，而且發(fā)展迅猛?，F(xiàn)代開(kāi)關(guān)電源己廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、通信以及消費(fèi)類(lèi)電子。當(dāng)前開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的一個(gè)主要方向就是模塊化--用混合微電子組裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源的輕便和小體積。由于應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛延伸，模塊開(kāi)關(guān)電源的可靠性引起了人們的重視。
　　 本文對(duì)模塊開(kāi)關(guān)電源在功率級(jí)層面進(jìn)行可靠性研究。研究?jī)?nèi)容涉及：開(kāi)關(guān)電源中功率器件VD

2、MOS和SBD的可靠性預(yù)計(jì)方法，CETRM法的更進(jìn)一步應(yīng)用以及在高頻大功率器件中的推廣應(yīng)用，SBD和VDMOS在開(kāi)關(guān)電源混合集成電路應(yīng)用條件下的失效和退化分析，功率器件的功耗分析。
　　 CETRM理論模型與傳統(tǒng)加速壽命模型相比具有試驗(yàn)效率高所需樣品少等優(yōu)點(diǎn)。因此本文以CETRM理論模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一套針對(duì)模塊開(kāi)關(guān)電源中的功率器件進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)和壽命預(yù)計(jì)的試驗(yàn)方案。該方案可保證對(duì)功率器件施加電應(yīng)力的同時(shí)，對(duì)功率器件單獨(dú)施加溫度

3、應(yīng)力。試驗(yàn)中監(jiān)測(cè)了VDMOS的跨導(dǎo)、閾值電壓和通態(tài)電阻，SBD的正向電流、正向電壓和反向漏電流。利用CETRM理論模型根據(jù)參數(shù)退化趨勢(shì)確定失效敏感參數(shù)，對(duì)失效機(jī)理一致性進(jìn)行了分析，計(jì)算器件失效激活能和壽命。
　　 由于CETRM方法對(duì)試驗(yàn)溫度的準(zhǔn)確性的要求較高，因此文中給出了對(duì)加速壽命試驗(yàn)進(jìn)行溫度修正的一整套方案。對(duì)加速壽命試驗(yàn)的壽命數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，給出可靠度失效率等可靠性指標(biāo)，是可靠性評(píng)價(jià)的重要一環(huán)。因此，文中給出對(duì)壽命數(shù)據(jù)進(jìn)行

4、處理的詳細(xì)流程，依此流程對(duì)試驗(yàn)得到的功率器件的壽命數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，計(jì)算得到了可靠度和失效率，為開(kāi)關(guān)電源整體可靠性評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。
　　 在完成了加速壽命試驗(yàn)后，對(duì)試驗(yàn)中器件的失效機(jī)理和退化機(jī)理進(jìn)行了分析，給出了器件的主要失效模式和失效原因。
　　 在加速壽命試驗(yàn)中，隨著對(duì)功率器件施加的溫度應(yīng)力的增加，開(kāi)關(guān)電源的效率逐漸下降。文章最后在功率層面對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了分析，研究了功率器件的各主要參數(shù)的溫度特性對(duì)開(kāi)關(guān)電源功耗的影響，