¿Cuál es la definición de calificaciones máximas absolutas?

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

Se puede concluir que el MTBF disminuye rápidamente por encima de estos límites. Incluso el uso de una potencia, corriente o voltaje nominales del 100 % es un factor de estrés que acelera la falla, por lo que un diseñador prudente elegirá un margen razonable de >=20 % por debajo de las especificaciones nominales que están por debajo de las AMR.
No. Sigue sigue...
<= - funciona según la hoja de especificaciones (normalmente).| > = ¿Te sientes afortunado, punk?

Respuestas (4)

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

La mayoría de los fabricantes (de los muestreados) darán una variación de esta advertencia:

Las tensiones más allá de las enumeradas en Valores nominales máximos absolutos pueden causar daños permanentes al dispositivo.

Luego procede a decirte que esto podría pasar con el tiempo:

Exposición a rating máximo absoluto

condiciones durante períodos prolongados pueden afectar la confiabilidad del dispositivo.

Si los estándares internacionales cuentan para algo, aquí está IEC60134, que "estandariza" la definición de clasificaciones máximas absolutas:

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

“Los índices máximos absolutos son valores límite 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 excederse en las peores condiciones probables.

Estos valores son elegidos por el fabricante del dispositivo para proporcionar una capacidad de servicio aceptable del dispositivo, sin asumir ninguna 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 arrojé esto para comparar

Analog dice que sus calificaciones máximas absolutas no matarán la pieza instantáneamente, pero se degradará con el tiempo:

Las tensiones por encima de las enumeradas en Valores nominales máximos absolutos pueden causar daños permanentes al dispositivo. Esta es solo una calificación de estrés; no se implica el funcionamiento funcional del dispositivo en estas o en cualquier otra condición superior a las indicadas en la sección operativa de esta especificación. 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 medio o final. Los amplificadores operacionales CMOS de bajo voltaje de Analog Devices, Inc., normalmente están limitados a 6 V, mientras que las piezas bipolares de alto voltaje están limitadas a 36 V.

Fuente: Nota de aplicación analógica MS-2551

La tecnología lineal brinda una advertencia y confiabilidad estándar:

Las tensiones más allá de las enumeradas en Valores nominales máximos absolutos pueden causar daños permanentes al dispositivo. La exposición a cualquier condición de clasificación máxima absoluta durante períodos prolongados puede afectar la confiabilidad y la vida útil del dispositivo.

Maxim Electronics da la advertencia estándar y que 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 tensión, y no se implica la operación funcional del dispositivo en estas o cualquier otra condición más allá de las indicadas en las secciones operativas de las especificaciones. La exposición a condiciones de clasificación 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 tensión, y no se implica la operación funcional del dispositivo en estas o en cualquier otra condición más allá de las indicadas en las condiciones de funcionamiento recomendadas. La exposición a condiciones nominales máximas absolutas durante períodos prolongados puede afectar la confiabilidad del dispositivo.

La excepción es Rohm y dicen que no puedes exceder las calificaciones nunca o causarás daño:

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

Fuente: Calificaciones máximas absolutas de Rohm

Rohm no es realmente diferente; todas las citas anteriores diferencian entre las condiciones " más allá de AMR" y "exactamente en AMR".
+5 :-) - una buena lista de ejemplos.
Aunque las palabras son diferentes, el significado de todos los ejemplos que cita es exactamente el mismo: si alguna vez supera cualquier AMR, el fabricante ya no garantizará el funcionamiento futuro del dispositivo. ¿Cuál es el punto que estás tratando de hacer aquí?
No son todos exactamente iguales. Los puse todos en un solo lugar para poder compararlos. Rohm y analógico son diferentes. Sí, es un poco obtuso, pero puedes ver cuáles son iguales y cuáles son diferentes.
Sería útil que los fabricantes incluyeran una clasificación entre AMR y Condiciones de funcionamiento para "La pieza puede permanecer en estas condiciones indefinidamente sin desgaste excesivo, aunque solo se garantizaría el comportamiento correcto si las condiciones se sitúan en el rango de funcionamiento".
El problema que tengo es que la primera declaración dice que generalmente dice que más allá de AMR causará daños, y luego la segunda declaración dice que afectará la confiabilidad. No creo que esto se correlacione bien con lo que sucede físicamente, ya que algunas partes pueden morir lentamente y otras rápidamente.
@supercat, tiene razón, sería bueno, pero requeriría más verificación del fabricante, lo que aumentaría el costo de la pieza. Tampoco es tan fácil definir los diversos modos de falla como para hacer afirmaciones definitivas. Llévate tu chip favorito que tiene opciones de temperatura comercial e industrial. A menudo, estos son el mismo chip, algunos simplemente pasan por una validación más rigurosa para demostrar que funcionarán en el rango extendido. También cuestan más debido a esa validación adicional y soporte de garantía.
@Littleman: No debería costar nada, como mínimo, indicar qué condiciones estresarán la pieza, incluso si no se superan los límites, y cuáles podrían soportarse esencialmente para siempre si se mantienen dentro de los límites. Además, incluso si un fabricante no especifica el rendimiento exacto, aún podría ofrecer pautas (por ejemplo, cada reducción de X grados en la temperatura duplicaría aproximadamente la cantidad de tiempo hasta que la pieza fallara por una causa determinada, hasta llegar al punto en que algunos otro fallo ocurriría primero).
@Littleman: si costaría una cierta cantidad reducir la temperatura de una pieza en 10 grados, por ejemplo, podría valer la pena si evitara que una pieza fallara cuando de otro modo lo habría hecho, pero no si la temperatura no tendría ningún efecto sobre la vida útil de la pieza.
Para algunas condiciones, un "período extendido" podría ser de milisegundos.
@immibis Es por eso que no sé por qué dicen "podría afectar la confiabilidad". Básicamente, lo que se dice es que si superas las calificaciones, tu parte podría morir. En realidad, es más como si te pasas de las calificaciones, tu parte morirá.
@supercat también tienes que entrar en modos de degradación compuestos. Un ejemplo sencillo (normalmente solucionado mediante reducción de potencia) sería funcionar al 99 % de V_AMR, 1 °C por debajo de T_AMR. Cuando comienza a pensar en la combinación de V_supply, V_input y R_Load, solo empeora: termina teniendo que probar un gran espacio de parámetros
@ChrisH: Hay un gran espacio de parámetros, pero en la mayoría de los casos solo una pequeña parte implicará una reducción significativa en la confiabilidad. Puede que no sea práctico especificar los límites exactos, pero muchas aplicaciones podrían beneficiarse de poder usar áreas que no están cerca de los límites.
@supercat Eso es cierto. Pero el tamaño del mercado (normalizado para probar los costos y teniendo en cuenta el riesgo de falla) probablemente no esté lejos de ser óptimo en un sistema actual que deja un área gris en lugar de ser más específico como a usted (y a mí) nos gustaría.
@ChrisH: algunos dispositivos se especifican bastante bien, pero la mayoría serían casi inútiles para cualquiera que no estuviera dispuesto a hacer conjeturas informadas sobre el comportamiento. Afortunadamente, la mayoría de los dispositivos en realidad se comportan de manera que permiten que las conjeturas fundamentadas sean bastante buenas.
@supercat, si lleva tiempo, cuesta dinero. Sin duda lleva tiempo descubrir y documentar estas cosas. Por no hablar del mantenimiento de la documentación. Estoy de acuerdo en que las hojas de datos podrían ser mejores, pero he estado haciendo esto lo suficiente como para estar feliz si obtengo números algo confiables en primer lugar para las funciones principales. Lo que está pidiendo es, en mi experiencia, "salsa" o bueno tener datos.
@Littleman: si las "condiciones de funcionamiento recomendadas" de una pieza especifican VDD = 2,0-5,5 V, pero luego especifican que no consumirá más de 1,0 mA a 2,0 V o 3,0 mA a 5,0 V, si un ingeniero tiene derecho a asumir que el parte consumirá menos de 100 mA a 5,1 V? ¿O para el caso 3.5V? No esperaría que un fabricante tomara muestras de cada parte en cada voltaje permitido, pero un fabricante debería poder decir, por ejemplo, que en una buena parte operada dentro del rango permitido, no habría una razón plausible para un aumento del 10% en el voltaje de suministro para causar más de, por ejemplo, un aumento del 25% en la corriente de suministro.
@Littleman: dada esa especificación, junto con la medición a 2,0 V, se podría calcular que a 2,5 V, la corriente sería inferior a 1,7 mA y a 3,0 V, sería inferior a 2,6 mA. Uno no sabría cuánto por debajo, pero especialmente a 2,5 V, incluso una estimación muy conservadora que aumenta el consumo actual a 2,0 V puede ser más útil que nada. Esperaría que la mayoría de los diseños permitieran fácilmente estimaciones tan conservadoras.

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

Hay tres grandes grupos de usuarios, que tienen diferentes interpretaciones del riesgo que implica la falla de un 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 de Tesla, que saben lo que están haciendo, para quienes la falla de los componentes es parte del entorno operativo 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 evidente de inmediato? Si planea exceder cualquier AMR, entonces planee encontrar fallas y reemplazar.

Los AMR (valores nominales máximos absolutos) son un conjunto de parámetros que definen el límite de las operaciones confiables del dispositivo. El propósito 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, médico, etc.), y por lo general no se divulga al público.

Los ingenieros de confiabilidad de dispositivos 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 obtienen números. Luego, este conjunto de números se valida en muestras de dispositivos reales utilizando métodos de envejecimiento acelerado. Luego, la gente técnica de marketing modifica este número para cumplir con las expectativas del cliente y evitar posibles responsabilidades.

Los parámetros son absolutos en el sentido de que están definidos bajo la peor combinación de todos los parámetros, sobre todos los rincones del proceso. Como tal, si la temperatura de un dispositivo se mantiene igual o inferior a la 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 overclockers. Sin embargo, la función de distribución de estas interdependencias generalmente se desconoce y su determinación requeriría demasiado esfuerzo de ingeniería, 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 las negociaciones. Si, digamos, 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, se puede cambiar la calificación. Pero se necesita un esfuerzo especial para llegar a un PDF confiable para determinar esto y aprobar la solicitud.

El funcionamiento fiable del dispositivo está garantizado únicamente dentro de las Condiciones de funcionamiento recomendadas. Al ir más allá de los ROC, pero sin exceder los AMR, es posible que el dispositivo no funcione, pero no sufrirá daños permanentes.
@CL., técnicamente tienes razón. Pero el alcance de esta pregunta no parece justificar profundizar en este tipo de detalles. Todo lo que quería es señalar una naturaleza probabilística objetiva de las calificaciones con evaluación individual de cada producto, y cierta subjetividad sobre cómo se transmite este parámetro a los clientes, como algo opuesto a una colección de propaganda técnica de marketing. Los detalles suelen ser un secreto bien guardado, porque determinan la competitividad de un producto en el mercado global.

Hay tres zonas operativas aquí.

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

Dentro de la zona "nominal", la operación de la pieza según las especificaciones está garantizada dentro de las probabilidades de falla aceptables del fabricante. Diseñamos para operar dentro de este rango de condiciones, ya que 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 es posible que no cumpla con todas las especificaciones de la hoja de datos o que tenga una vida útil más corta que el fabricante ya no considere aceptable. Las condiciones fuera de lo nominal pueden existir transitoriamente 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 "posibilidad de humo mágico", es decir, las AMR, las preocupaciones de confiabilidad van de largo plazo (vida útil más corta) a corto plazo (falla en su banco o se convierte en un infante mortal en manos del cliente). Obviamente, la garantía es nula en este punto -- gente como los overclockers que no se preocupan por la garantía y conocen los riesgos que están tomando, aunque pueden empujar partes fuera de las especificaciones con la ayuda de medios de control de humo mágico extra (como refrigeración), sin embargo.

No todas las operaciones fuera de lo nominal son iguales

Hay varias posibilidades diferentes para condiciones fuera de lo nominal, según el tipo de pieza de la que esté hablando; 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 explican con más detalle aquí, sin embargo.

diagrama de caja voltaje-temperatura

  • La zona "On/Off (Power Ramp)" representa tensiones por debajo de la tensión mínima de funcionamiento. Esto sucede cada vez que enciende o apaga la cosa, o debido a un apagón (por ejemplo, debido a una batería descargada). El funcionamiento en esta zona no está garantizado: las partes analógicas a menudo tendrán dificultades para hacer muchas cosas útiles, y las partes digitales simplemente se confundirán si permanecen en esta zona durante un período de tiempo prolongado. Los circuitos de reinicio (encendido, apagón) 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 en voltajes de suministro muy bajos.
  • La zona de "Arranque en frío" representa condiciones de frío excesivo , por debajo de las temperaturas mínimas de funcionamiento. Muchas partes seguirán cumpliendo con las especificaciones aquí, aunque no se hayan probado para esto debido al costo o los límites de prueba, pero algunas partes (bandas prohibidas y osciladores son notorias por no iniciarse correctamente a bajas temperaturas en el mundo analógico, mientras que las pantallas LCD y otras cosas relacionadas con la fluídica o la química simplemente no funcionarán bien en esta zona) se negarán a funcionar correctamente aquí.
  • La zona de "Sobrevoltaje (transitorio 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 por lo demás 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 de sobretemperatura transitorias que se alivian mediante limitación de corriente (en partes analógicas), regulación de velocidad (en partes digitales) o simplemente por un apagado por sobretemperatura. Nuevamente, la operación aquí acorta la vida útil del componente.
La térmica es una gran parte, pero no la única razón por la que querrías evitar cruzar el límite de AMR. La electromigración es otra razón. Incluso si tuviera que estabilizar la pieza térmicamente, aún podría reducir la vida útil.
@ laptop2d -- de acuerdo con respecto a: electromigración -- Solo estaba dando enfriamiento adicional como un ejemplo de los medios mágicos de control de humo, no como el principio y el final :)
¿Cuál es la definición de calificaciones máximas absolutas?
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