¿Cuál es la definición de calificaciones máximas absolutas?

¿Cuál es la definición de calificaciones máximas absolutas? ¿Varía de un fabricante a otro?

Entonces, la historia corta es que la definición de calificación máxima absoluta varía de un fabricante a otro.

Casi todas las manufacturas (de las incluidas en la muestra) darán una variación de esta advertencia:

Las tensiones más allá de las enumeradas en Clasificaciones máximas absolutas pueden causar daños permanentes al dispositivo.

Luego proceda a decirle que esto podría suceder con el tiempo:

Exposición a la calificación máxima absoluta

Las condiciones por períodos prolongados pueden afectar la confiabilidad del dispositivo.

Si las normas internacionales cuentan para algo aquí, es IEC60134 que "estandariza" la definición de clasificaciones máximas absolutas:

IEC60134 párrafo 4: Sistema de clasificación máxima absoluta Esta sección establece:

“Las clasificaciones máximas absolutas son valores limitantes de las condiciones operativas y ambientales aplicables a cualquier dispositivo electrónico de un tipo específico según lo definido por sus datos publicados, que no deben superarse en las peores condiciones probables.

El fabricante del dispositivo elige estos valores para proporcionar una capacidad de servicio aceptable del dispositivo, sin asumir responsabilidad por las variaciones del equipo, las variaciones ambientales y los efectos de los cambios en las condiciones de funcionamiento debido a las variaciones en las características del dispositivo en consideración y de todos los demás componentes electrónicos. dispositivos en el equipo ".

Aquí es donde se vuelve realmente aburrido, pero lo tiré para comparar

Analog dice que sus clasificaciones máximas absolutas no matarán la pieza al instante, pero se degradarán con el tiempo:

Las tensiones superiores a las enumeradas en Clasificaciones máximas absolutas pueden causar daños permanentes al dispositivo. Esta es solo una calificación de estrés; El funcionamiento funcional del dispositivo en estas u otras condiciones superiores a las indicadas en la sección operativa de esta especificación no está implícito. La exposición a clasificaciones máximas absolutas durante períodos prolongados puede afectar la funcionalidad del dispositivo.

También dicen en muchos de sus chips su proceso basado.

El voltaje de suministro máximo que se puede aplicar a un amplificador operacional está determinado por el proceso de fabricación. Se refiere al valor instantáneo, no al valor promedio o final. Los amplificadores operacionales CMOS de bajo voltaje de Analog Devices, Inc., generalmente están limitados a 6 V, mientras que las partes bipolares de alto voltaje están limitadas a 36 V.

Fuente: Nota de aplicación analógica MS-2551

La tecnología lineal ofrece una advertencia estándar y fiabilidad:

Las tensiones más allá de las enumeradas en Clasificaciones máximas absolutas pueden causar daños permanentes al dispositivo. La exposición a cualquier condición de calificación máxima absoluta durante períodos prolongados puede afectar la confiabilidad y la vida útil del dispositivo.

Maxim Electronics da la advertencia estándar y afectará la confiabilidad:

Las tensiones más allá de las enumeradas en “Clasificaciones máximas absolutas” pueden causar daños permanentes al dispositivo. Estas son solo clasificaciones de estrés, y el funcionamiento funcional del dispositivo en estas o en cualquier otra condición más allá de las indicadas en las secciones operativas de las especificaciones no está implícito. La exposición a condiciones de calificación máxima absoluta durante períodos prolongados puede afectar la confiabilidad del dispositivo.

Texas Instruments es lo mismo:

Las tensiones más allá de las enumeradas en las clasificaciones máximas absolutas pueden causar daños permanentes al dispositivo. Estas son solo clasificaciones de estrés, y el funcionamiento funcional del dispositivo en estas u otras condiciones más allá de las indicadas en las condiciones de funcionamiento recomendadas no está implícito. La exposición a condiciones máximas absolutas durante períodos prolongados puede afectar la fiabilidad del dispositivo.

La excepción es Rohm y dicen que nunca puedes superar las clasificaciones o causarás daños:

Las clasificaciones máximas absolutas son condiciones que nunca deben superarse, ni siquiera momentáneamente. Por ejemplo, el suministro de un voltaje por encima de la clasificación máxima y / o el uso en entornos fuera del rango de temperatura puede causar el deterioro de las características de IC o incluso daños.

Fuente: Rohm Absolute Maximum Ratings

La fabricación y especificación de semiconductores no es exacta, hay un elemento de probabilidad involucrado. Cualquier tipo de componente tendrá una extensión de valores para los que 'explota' de acuerdo con alguna definición.

Hay tres grandes grupos de usuarios, que tienen diferentes interpretaciones del riesgo involucrado en la falla del componente.

Existe el grupo 'sin riesgo', como automotriz, militar, aviación, médico.

Existe el grupo de 'riesgo comercial razonable', la mayoría de los fabricantes industriales y comerciales, y los aficionados que solo quieren construir cosas que funcionen y sigan funcionando.

Luego está el grupo de overclockers y constructores de bobinas Tesla, que saben lo que están haciendo, para quienes la falla de los componentes es parte de la envolvente operativa normal.

Las AMR, calificaciones máximas absolutas, son para los dos primeros grupos.

Si desea que sus cosas sigan funcionando sin problemas, planee mantener todos los parámetros dentro de los AMR. Si su voltaje de riel recomendado es de 15v, y el AMR es de 18v, configure su palanca de riel en 17v. Es posible que tenga un IC que siguió funcionando a 20v, por suerte. ¿O siguió funcionando, hubo alguna degradación que no fue inmediatamente aparente? Si planea exceder cualquier AMR, entonces planee encontrar fallas y reemplazar.

Las AMR (clasificaciones máximas absolutas) son un conjunto de parámetros que definen el límite de las operaciones confiables del dispositivo. El objetivo principal de ellos es evitar la responsabilidad del fabricante. La confiabilidad se formula en términos de cierta probabilidad de falla del dispositivo, que depende de la clase del dispositivo (consumidor, industrial, automotriz, MIL-883, médica, etc.), y generalmente no se divulga al público.

Los ingenieros de confiabilidad del dispositivo determinan el conjunto de parámetros AMR para cada producto, quienes examinan cuidadosamente todos los parámetros operativos en todo el rango designado de condiciones operativas, como fatiga mecánica / térmica, electromigración, etc., y generan números. Luego, este conjunto de números se valida en muestras de dispositivos reales utilizando métodos de envejecimiento acelerado. Luego, la gente de marketing técnico falsifica este número para cumplir con las expectativas del cliente y evitar posibles responsabilidades.

Los parámetros son absolutos en el sentido de que se definen bajo la peor combinación de todos los parámetros, en todas las esquinas del proceso. Como tal, si la temperatura de un dispositivo se mantiene en o por debajo del valor nominal, exceder el voltaje máximo no lo mataría, y exceder la frecuencia operativa del dispositivo podría resultar en un dispositivo completamente funcional. Por eso existen los overclocklers. Sin embargo, la función de distribución de estas interdependencias suele ser desconocida y requeriría demasiado esfuerzo de ingeniería para determinar, por lo que un fabricante simplemente prefiere anular cualquier garantía si se excede uno de los parámetros en la aplicación del cliente.

Para los clientes realmente grandes hay espacio para negociaciones. Si, por ejemplo, se definió algún parámetro de confiabilidad basado en 1,000,000 de horas de operación (~ 100 años), pero el cliente planea solo 5 años de servicio, la calificación se puede cambiar. Pero se necesita un esfuerzo especial para obtener un PDF de confiabilidad para determinar esto y aprobar la aplicación.

Aquí hay tres zonas de operación.

Las clasificaciones de una parte se pueden dividir en tres zonas: "nominal" (o condiciones de funcionamiento recomendadas), "no nominal" (fuera de las condiciones de funcionamiento recomendadas pero no fuera de las clasificaciones máximas absolutas) y "probable humo mágico" ( fuera de las clasificaciones máximas absolutas).

Dentro de la zona "nominal", el funcionamiento parcial de acuerdo con las especificaciones está garantizado dentro de las probabilidades de falla aceptables del fabricante. Diseñamos operar dentro de este rango de condiciones como sabemos por la hoja de datos cómo se comportará la pieza dentro de esta zona.

Dentro de las zonas "no nominales", la pieza intentará funcionar, pero puede no cumplir con todas las especificaciones de la hoja de datos, o puede tener una vida útil más corta que el fabricante ya no considera aceptable. Las condiciones no nominales pueden existir de manera transitoria durante la recuperación de fallas del sistema o las situaciones de inicio y apagado, pero no se debe permitir que persistan por un período de tiempo prolongado, ya que pueden tener un impacto en la operación.

Una vez que llega al punto de "probabilidad de humo mágico", es decir, los AMR, las preocupaciones de confiabilidad van desde el largo plazo (vida más corta) hasta el corto plazo (falla en su banco o se convierte en un mortal infantil en manos del cliente). Obviamente, la garantía es nula en este momento: las personas como los overclockers que no se preocupan por la garantía y conocen los riesgos que corren, pueden empujar las piezas fuera de las especificaciones con la ayuda de medios adicionales de control de humo mágico (como el aumento enfriamiento), sin embargo.

No todas las operaciones no nominales son iguales

Existen varias posibilidades diferentes para condiciones no nominales, dependiendo del tipo de parte de la que esté hablando; Sin embargo, los más comunes en el mundo de los semiconductores se representan en el "diagrama de caja" de voltaje-temperatura que se muestra a continuación y también se explica con más detalle aquí.

• La zona "On / Off (Power Ramp)" representa voltajes por debajo del voltaje mínimo de operación. Esto sucede cada vez que enciende o apaga la cosa, o debido a un corte de suministro (por ejemplo, una batería descargada). La operación en esta zona no está garantizada: las partes analógicas a menudo tendrán dificultades para hacer mucho útil, y las partes digitales simplemente se confundirán si permanecen en esta zona por un período de tiempo prolongado. Los circuitos de reinicio (encendido, apagado) se utilizan en el mundo digital para mantener las piezas en un estado conocido mientras se encuentran en esta zona, pero tienen sus propias limitaciones con voltajes de suministro muy bajos.
• La zona de "arranque en frío" representa condiciones excesivamente frías , por debajo de las temperaturas mínimas de funcionamiento. Muchas partes aún cumplirán con las especificaciones aquí, aunque no se hayan probado para esto debido al costo o los límites de prueba, pero algunas partes (los bandgaps y los osciladores son conocidos por no iniciarse correctamente a bajas temperaturas en el mundo analógico, mientras que las pantallas LCD y otras cosas con fluidos o química simplemente no funcionarán bien en esta zona) se negarán a funcionar correctamente aquí.
• La zona "Sobretensión (transitorios de suministro)" representa los transitorios de suministro que superan la clasificación operativa máxima de la pieza, pero que aún pueden sobrevivir. Por lo general, acortan la vida útil, pero de lo contrario no son un problema, y ​​son restos de sobretensiones más grandes sujetas por dispositivos de protección.
• Finalmente, la zona de "Falla térmica (protección contra sobretemperatura)" representa condiciones transitorias de sobretemperatura que se alivian mediante limitación de corriente (en partes analógicas), aceleración de la velocidad (en partes digitales), o simplemente por un apagado por sobretemperatura. Nuevamente, la operación aquí acorta la vida útil de los componentes.