ГОСТ Р 71548-2024 Устройства преобразования энергии на основе нитрида галлия. Методы оценки срока службы. Общие положения

     3 Методы и требования к испытаниям

3.1 Виды испытаний СК в предельно допустимых режимах

В настоящем стандарте рассмотрены два метода испытаний СК в предельно допустимых режимах: ускоренное испытание для оценки срока службы СК при переключении и испытание для оценки динамического срока службы СК при высоких температурах.

Для ускоренного испытания на оценку срока службы условия нагрузки СК выбирают таким образом, чтобы в течение периода испытаний происходили отказы из-за износа. Далее строят графики распределения отказов, например, Вейбулла и т.п. Модели износа, полученные с использованием этих распределений, позволяют рассчитать срок службы СК для конкретных условий эксплуатации.

Испытания для оценки динамического срока службы СК при высоких температурах условия нагрузки следует выбирать таким образом, чтобы соответствовать наиболее строгому профилю задачи испытаний и охватывать все варианты применения СК. Условия испытаний для оценки динамического срока службы при высоких температурах следует выбирать не с целью создания нагрузки СК до полного износа, а с условием отсутствия отклонений или отказов СК на периоде испытаний. Например, лучшим условием для испытаний является нагрузка при 80% номинальной мощности (или абсолютном максимальном напряжении) или при 100% от максимального рекомендуемого напряжения (если указано) и максимальной рекомендуемой температуре в течение 1000 ч.

3.2 Технологические ограничения и ограничения на изделия

Технологические СК на основе GaN подходят для ускоренных испытаний на оценку срока службы и получения моделей износа. В случаях, когда другие компоненты составляют основную часть схемы коммутатора, весь коммутатор выбирают в качестве объекта испытаний для проверки того, что соответствующие процессы износа и отказов для всего коммутатора ускоряются для определения срока службы СК.

Испытания для оценки срока службы СК сопряжены с высокими нагрузками. Следует выбирать СК, имеющие только режимы отказов, присущие технологической платформе GaN. Размер кристалла СК должен быть достаточно большим (например, активная площадь более 1 мм), чтобы обеспечить устранение как повышения температуры из-за самонагрева, так и неравномерности переключения.

Технические условия на СК должны содержать основные аспекты компоновки СК, необходимые при проектировании законченных изделий на их базе. Следует указывать либо размеры активной области кристалла GaN, либо , например, 190 мОм, 130 мОм и т.п.

В целях воспроизводства эффектов взаимодействия множества факторов и упаковки при испытаниях для оценки динамического срока службы при высоких температурах СК представляют в виде конечного изделия. Функциональные возможности СК не ограничиваются дискретным устройством GaN, так же могут представлять собой интегрированный модуль с каскодным управлением, интегрированный интеллектуальный ключ на базе GaN.

3.3 Факторы нагрузки и факторы, влияющие на срок службы СК

Для исследования и анализа коммутационных устройств на базе GaN СК определены следующие факторы нагрузки:

- приложенное к СК напряжение , ;

- ток, протекающий через СК, , ;

- температура полупроводникового перехода СК во время переключения ;