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ISO72x系列数字隔离器的高压使用寿命

时间:02-11 来源:TI公司 作者:Ashish Gokhale 与 Gaddi Hasse 点击:

图 2、高压使用寿命的测试设置

  在一个使用高压源的二端结构中,基本方法是从输入到 DUT 输出施加一个应力电压,同时将静态空气温度和环境空气温度均保持在 150℃。测试的开始激活了一个计时器,该计时器在电路电流超出 1mA 时停止,其意味着介电层已经失效。TF 因每一个应用测试电压而变得明显。在每一个测试电压上独立地完成对 DUT 的测试(每次测试一个 DUT),可获得有效的统计结果。

5、结果

  5、1 TDDB E-模型预测

  使用一个线性威布尔 (Weibull)(6) 图对该原始数据进行统计分析,以测定最坏情况下的 TF;其在每一个测试电压上被向下外推至 10-ppm 水平。外推 TF (10 ppm) 被绘制了出来,与图 3 中的测试电压相对应。

图 3、使用 TDDB E-模型的高压使用寿命

  (6) 请参见参考书目 12,威布尔图更适用于诸如电容击穿等数据的分析

  通过利用图 3 中所绘制的 TDDB E-模式,表 2 总结了不同 VIORM (Vpeak) 值情况下的使用寿命预测。

5、2 模型比较

  与 E-模式的使用不同,其它同类竞争产品通常使用一个与其数据相匹配的任意拟合 (fit),其并非基于任何物理介电层退化模型。如图 4 中所示的功率拟合就是其中的一个实例。图 3 中使用的相同数据在此处被绘制出来,通过使用一条如图 4 所示的功率曲线产生出一条最佳拟合趋势线。正如我们能看到的那样,通过使用这种方法有望获得更长的使用寿命。将已发布的电感耦合器件的同类竞争产品数据(也是在 10-ppm 水平时的数据)包括在内,以进行对比。通过使用以年为单位的时间刻度来发布竞争产品数据;因此,图 4 中,将这些单位从年转换到秒,以进行比较。TI 优先选择 TDDB E-模式是因为这种模式较为可靠,而且与其他模式或者最佳数据拟合方法相比较,其可以带来高可信度的预测。

图 4、基于最佳曲线拟合的高压使用寿命

6、结论

  在 560V 的工作电压下,ISO72x 系列产品可以安全工作超过 25 年。结果还表明,隔离层是稳健的,并且可以经受高达 4000 Vpeak 或 2828 Vrms 的多种高压击穿情况(如 VIOTM 额定电压规定的那样)。

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