MOS管在不同温度下的可靠性探究

发布时间：2017-10-09 21:38

  本文关键词：MOS管在不同温度下的可靠性探究

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【摘要】：固态功率控制器(Solid-State Power Controller,简称SSPC)是一种电子组件,是拥有继电器的转换功能和断路器的电路保护功能的开关设备,也是控制ON状态和负载OFF状态的关键设备。SSPC的核心部件是VDMOS场效应晶体管,它是一种高可靠性和长寿命的电子器件。本文就是基于测量的MOS管的退化数据,选择合适的性能指标退化数据描述退化过程,并且讨论在不同温度下MOS管的可靠度。寿命数据分析是用来衡量可靠性的方法之一。随着高可靠长寿命的产品出现和广泛应用,对产品的寿命数据分析并提出相应的改善措施的研究已经越来越重要。寿命数据的统计分析是通过对产品的寿命特性做定量了解,通过寿命数据分析可以确定寿命分布类型以及获得参数的估计,从而得到可靠度函数。本文以研究MOS管在不同温度条件下的可靠度为研究目的,具体包括以下研究内容:首先,本文先是回顾了国内外对MOS管可靠性的研究现状,并且指出了这一类问题的研究意义。其次,根据MOS管在结温温度为150摄氏度下的性能指标退化数据,本文分别用最小二乘估计的方法和二阶最小二乘估计的方法拟合了MOS管性能退化数据回归曲线,以超过该性能指标初始值的20%为失效阈值,给出了MOS管的伪寿命估计。除此之外,还通过测量MOS管在其他温度下的失效情况,分别在结温温度为180摄氏度、200摄氏度和230摄氏度下MOS管都有不同数量的失效数据,将失效数据按照参数估计的方法得到了寿命分布,同时给出MOS管在上述不同结温温度下的可靠度函数。再次,本文以考虑MOS管的寿命分布为威布尔分布,结合伪寿命数据和失效数据,给出了不同温度下威布尔分布的形状参数和尺度参数的估计,并用假设检验的方法验证了失效分布的合理性。最后,利用Arrhenius模型外推出MOS管在其他温度下的特征寿命,例如35摄氏度、45摄氏度、55摄氏度、65摄氏度、75摄氏度、100摄氏度、110摄氏度和130摄氏度。
【关键词】：二阶最小二乘法 威布尔分布 可靠度 假设检验
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN386.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 功率半导体器件的发展10-11
• 1.2 可靠性概述11-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.4 课题研究的目的和意义14-15
• 1.5 本文主要工作15-16
• 第2章 实验介绍16-23
• 2.1 MOS管的工作原理16-17
• 2.2 实验参数的选择17-20
• 2.3 实验数据20-23
• 第3章 MOS管在不同结温温度下可靠度23-58
• 3.1 可靠性相关概念23
• 3.2 线性回归模型23-30
• 3.2.1 线性回归模型的基本思想23-24
• 3.2.2 回归系数的最小二乘法估计24-26
• 3.2.3 150摄氏度下MOS管退化分析26-27
• 3.2.4 二阶最小二乘法估计27-28
• 3.2.5 150摄氏度下MOS管退化分析28-29
• 3.2.6 其他温度下MOS管退化情况29-30
• 3.3 威布尔（Weibull）分布参数的最优线性无偏估计方法（BLUE）30-46
• 3.3.1 威布尔分布的定义30-32
• 3.3.2 威布尔分布的可靠度函数32-33
• 3.3.3 顺序统计量的一、二阶矩33
• 3.3.4 BLUE系数和参数估计33-34
• 3.3.5 MOS管在不同温度下的失效分析34-46
• 3.4 假设检验46-53
• 3.4.1 假设检验的基本思想46-47
• 3.4.2 MOS管在不同温度下的失效分布检验47-53
• 3.5 加速机理的一致性检验53-54
• 3.6 其他温度下MOS管的可靠性分析54-58
• 3.6.1 Arrhenius模型54-55
• 3.6.2 其他温度点下MOS管可靠性分析结果55
• 3.6.3 加速模型中系数a和b的估计55-58
• 第4章 总结和展望58-62
• 4.1 总结58-61
• 4.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单66-67
• 致谢67

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本文编号：1002591