Определение надежности устройства РЭА

Полупроводниковая электроника – прогрессирующая область науки и техники. Уже в первом десятилетии с момента изобретение транзисторов полупроводниковые приборы нашли широкое применение в самой разнообразной аппаратуре, основательно потеснив вакуумные лампы. Это было связанно с их преимуществом перед последними, такими как малая потребляемая мощность, отсутствие цепей накала, миниатюрное конструктивное исполнение, высокая механическая прочность и практически мгновенная готовность к работе, что позволило коренным образом изменить внешний облик и функциональные возможности аппаратуры. Существенно уменьшились ее габаритные размеры и энергоемкость. В частности, широкое распространение получили малогабаритные переносные радиоприемники, магнитофоны, телевизоры с батарейным питанием. Неизмеримо расширились возможности вычислительной техники: резко возросла вычислительная мощь и быстродействие ЭВМ при значительном снижении габаритных размеров и энергопотребления. Благодаря дискретным полупроводниковым приборам, аппаратура уверенно шагнула на борт самолета, ракеты, проникла в космос, все больше и больше принимая на себя функции управления процессами и различными объектами, являющийся ранее безраздельной областью деятельности человека.

Наибольшее распространение в первую очередь получили цифровые (логические) интегральные микросхемы и схемы памяти, так как их схемотехника основывается на бистабильных переключательных элементах, которые сравнительно легко реализуются в твердотельном исполнении. Сложнее оказалось положение дел с линейными интегральными схемами ввиду существенных ограничений, присущих монолитным интегральным микросхемам, обусловленных наличием паразитных связей через подложку, дискретностью сходных материалов, нестабильность усилительных и шумовых характеристик активных элементов схемы, ограниченным диапазоном номиналов твердотельных резисторов, конденсаторов, а также отсутствием твердотельных индуктивностей.

Внедрение полупроводниковых приборов и интегральных микросхем в радиоэлектронную аппаратуру проходило в условиях преодоления существенных трудностей. Одной из основных при этом была проблема обеспечения высокой надежности функционирования приборов в аппаратуре. Теоретически долговечность идеального полупроводникового прибора исчислялась несколькими сотнями лет. И такое прогнозирование следует считать обоснованием, так как оно базируется на том, что долговечность прибора, в котором отсутствует движущиеся механические части и в качестве активной области используется твердый полупроводник, определяется в основном износостойкостью конструкционных материалов и скорость деградационных физико-химических процессов, стимулируемых прохождением тока через прибор и факторами внешних воздействий. На практике столь многообещающие прогнозы не подтвердились. Реальные полупроводниковые приборы, пришедшие на смену лампам, имели сравнительно низкую долговечность и выходили из строя.

Возникновение проблемы надежности в электроники относят к началу пятидесятых годов, когда развитие техники привело к созданию сложной радиоэлектронной аппаратуры и передачи ей основных функций управления. В этот период специалисты столкнулись с очень частыми отказами аппаратуры и, в первую очередь, за счет ее схемотехнического несовершенства и некачественных элементов. Для преодоления создавшихся трудностей необходим был научно обоснованный подход к обеспечению высокой работоспособности различной аппаратуры и приборов в нее входящих. Этот подход и вылился в создание нового научно направления – науки о надежности.

Основные положения общей теории надежности являются фундаментом для разработки прикладных вопросов надежности в различных областях техники, в том числе и в полупроводниковой электронике.

Большой объем работ, направленных на повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, у нас в стране и за рубежом, и достигнутые успехи в этой области обеспечивают в большинстве случаев функционирование приборов в эксплуатации с надежностью, характеризуемой интенсивностью отказов. Однако постоянный рост сложности радиоэлектронной аппаратуры, расширение выполняемых ею управляющих функций выдвигают все более жесткие требования к комплектующим изделиям. Это в свою очередь стимулирует расширение фронта работ в области надежности и вызывает необходимость периодического обобщения получаемых результатов.

Материальной основой всей системы является подсистема сбора данных о надежности и анализ отказов приборов на всех этапах их жизненного цикла. Согласованность всех составляющих системы обеспечения надежности, постоянное совершенствование организационных основ системы должно идти в ногу с прогрессом в области полупроводниковой электроники.

Советуем почитать:

Энергонезависимая память для телевизоров седьмого поколения
Развитие вещательного телевидения идет по пути постоянного повышения качества телевизионного изображения и звукового сопровождения, расширения функциональных возможностей телевизора и п ...

Разработка математической модели электронного устройства
Развитие вычислительной техники и повышение требований к разрабатываемой электронной аппаратуре выдвинули на первый план создание систем автоматизированного проектирования. До начала ше ...

Разработка и исследование унифицированных модулей широкополосных трансформаторов типа длинной линии
Широкополосные трансформаторы сопротивлений и устройства, выполненные на их основе (сумматоры-делители мощности, направленные ответвители и т.п.), определяют основные показатели разнообр ...

Меню



© 2015 TechExternal