Qual é a definição de classificações máximas absolutas?

Qual é a definição de classificações máximas absolutas? Isso varia de fabricante para fabricante?

Portanto, a história resumida é que a definição de classificação máxima absoluta varia de fabricante para fabricante.

Quase todos os fabricantes (dentre os amostrados) apresentam uma variação deste aviso:

Estresses além daqueles listados em Classificações máximas absolutas podem causar danos permanentes ao dispositivo.

Em seguida, avise que isso pode acontecer com o tempo:

Exposição a classificação máxima absoluta

condições por períodos prolongados podem afetar a confiabilidade do dispositivo.

Se os padrões internacionais contam para alguma coisa aqui, é IEC60134 que "padroniza" a definição de classificações máximas absolutas:

IEC60134, parágrafo 4: Sistema de classificação máxima absoluta Esta seção afirma:

“As classificações máximas absolutas são valores-limite das condições operacionais e ambientais aplicáveis ​​a qualquer dispositivo eletrônico de um tipo especificado, conforme definido por seus dados publicados, que não devem ser excedidos nas piores condições prováveis.

Esses valores são escolhidos pelo fabricante do dispositivo para fornecer uma manutenção aceitável do dispositivo, não assumindo responsabilidade por variações de equipamentos, variações ambientais e os efeitos de alterações nas condições operacionais devido a variações nas características do dispositivo em consideração e de todos os outros componentes eletrônicos. dispositivos no equipamento ".

Aqui é onde fica realmente chato, mas eu vomitei isso para comparação

O analógico diz que suas classificações máximas absolutas não matam a peça instantaneamente, mas se degradam com o tempo:

As tensões acima das listadas em Classificações máximas absolutas podem causar danos permanentes ao dispositivo. Esta é apenas uma classificação de estresse; não está implícita a operação funcional do dispositivo nessas ou em quaisquer outras condições acima das indicadas na seção operacional desta especificação. A exposição a classificações máximas absolutas por períodos prolongados pode afetar a funcionalidade do dispositivo.

Eles também dizem que em muitos de seus chips seu processo é baseado.

A tensão máxima de alimentação que pode ser aplicada a um amplificador operacional é determinada pelo processo de fabricação. Refere-se ao valor instantâneo, não ao valor médio ou final. Os amplificadores operacionais CMOS de baixa tensão da Analog Devices, Inc. geralmente são limitados a 6 V, enquanto as partes bipolares de alta tensão são limitadas a 36 V.

Fonte: Nota da Aplicação Analógica MS-2551

A tecnologia linear fornece um aviso e confiabilidade padrão:

Estresses além daqueles listados em Classificações máximas absolutas podem causar danos permanentes ao dispositivo. A exposição a qualquer condição de Classificação máxima absoluta por períodos prolongados pode afetar a confiabilidade e a vida útil do dispositivo.

A Maxim Electronics fornece o aviso padrão e isso afetará a confiabilidade:

Tensões além das listadas em "Avaliações máximas absolutas" podem causar danos permanentes ao dispositivo. Estas são apenas classificações de tensão, e a operação funcional do dispositivo nessas ou em outras condições além das indicadas nas seções operacionais das especificações não está implícita. A exposição a condições máximas absolutas de classificação por períodos prolongados pode afetar a confiabilidade do dispositivo.

A Texas Instruments é a mesma:

Tensões além das listadas nas classificações máximas absolutas podem causar danos permanentes ao dispositivo. Essas são apenas classificações de tensão e a operação funcional do dispositivo nessas ou em quaisquer outras condições além daquelas indicadas nas condições operacionais recomendadas não está implícita. A exposição a condições absolutas de classificação máxima por períodos prolongados pode afetar a confiabilidade do dispositivo.

A exceção é Rohm e eles dizem que você nunca pode exceder as classificações ou causará danos:

As classificações máximas absolutas são condições que nunca devem ser excedidas, nem que seja momentaneamente. Por exemplo, o fornecimento de uma tensão acima da classificação máxima e / ou a utilização em ambientes fora da faixa de temperatura pode causar deterioração das características do IC ou até danos.

Fonte: Avaliações máximas absolutas da Rohm

A fabricação e especificação de semicondutores não é exata, existe um elemento de probabilidade envolvido. Qualquer tipo de componente terá uma dispersão de valores para os quais "explodirá" de acordo com alguma definição.

Existem três grandes grupos de usuários, que têm diferentes interpretações do risco envolvido na falha do componente.

Existe o grupo 'sem risco', como automotivo, militar, aviação, médico.

Existe o grupo 'risco comercial razoável', a maioria dos fabricantes industriais e comerciais e entusiastas que querem apenas construir coisas que funcionem e continuem trabalhando.

Depois, há o grupo 'ligue-o até explodir e depois recue um pouco' de overclockers e construtores de bobinas de Tesla, que sabem o que estão fazendo, para quem a falha de componente faz parte do envelope operacional normal.

AMRs, classificações máximas absolutas, são para os dois primeiros grupos.

Se você deseja que seu material continue funcionando sem problemas, planeje manter todos os parâmetros dentro dos AMRs. Se a tensão do trilho recomendada for 15v e o AMR for 18v, defina o pé de cabra do trilho em 17v. Você pode ter um CI que continuava trabalhando a 20v, que sorte. Ou continuou funcionando, houve alguma degradação que não era imediatamente aparente? Se você planeja exceder qualquer AMR, planeje a localização de falhas e substitua.

O AMR (Absolute Maximum Ratings) é um conjunto de parâmetros que definem o limite de operações confiáveis ​​do dispositivo. O principal objetivo deles é evitar a responsabilidade do fabricante. A confiabilidade é formulada em termos de certa probabilidade de falha do dispositivo, que depende da classe do dispositivo (consumidor, industrial, automotivo, MIL-883, médico etc.), e geralmente não é divulgada ao público.

O conjunto de parâmetros de AMR é determinado para cada produto pelos engenheiros de confiabilidade do dispositivo, que examinam cuidadosamente todos os parâmetros operacionais em toda a faixa designada de condições operacionais, como fadiga mecânica / térmica, eletromigração, etc. e apresentam números. Em seguida, esse conjunto de números é validado em amostras de dispositivos reais usando métodos de envelhecimento acelerado. Em seguida, o pessoal de marketing técnico falsifica esse número para atender às expectativas do cliente e evitar possíveis responsabilidades.

Os parâmetros são absolutos no sentido em que são definidos na pior combinação de todos os parâmetros, em todos os cantos do processo. Como tal, se a temperatura de um dispositivo for mantida igual ou abaixo do valor nominal, exceder a tensão máxima não a mataria, e exceder a frequência operacional do dispositivo pode resultar em um dispositivo totalmente funcional. É por isso que existem overclocklers. No entanto, a função de distribuição dessas interdependências geralmente é desconhecida e exigiria muito esforço de engenharia para determinar, portanto, um fabricante simplesmente prefere anular qualquer garantia se um dos parâmetros for excedido na aplicação do cliente.

Para clientes realmente grandes, há espaço para negociações. Se, digamos, algum parâmetro de confiabilidade foi definido com base em 1.000.000 horas de operações (~ 100 anos), mas o cliente planeja apenas 5 anos de serviço, a classificação pode ser alterada. Mas é preciso um esforço especial para criar um PDF de confiabilidade para determinar isso e aprovar o aplicativo.

Existem três zonas de operação aqui

As classificações de uma peça podem ser divididas em três zonas: "nominal" (ou Condições operacionais recomendadas), "não nominal" (fora das condições operacionais recomendadas, mas não fora das classificações máximas absolutas) e "probabilidade de fumaça mágica" ( fora das classificações máximas absolutas).

Dentro da zona "nominal", a operação da peça conforme as especificações é garantida dentro das probabilidades aceitáveis ​​de falha do fabricante. Projetamos operar dentro dessa faixa de condições, pois sabemos da folha de dados como a peça se comportará nessa zona.

Dentro das zonas "não nominais", a peça tentará operar, mas pode não atender a todas as especificações da folha de dados ou pode ter uma vida útil reduzida que o fabricante não considera mais aceitável. As condições não nominais podem existir temporariamente durante a recuperação de falhas do sistema ou situações de inicialização e desligamento, mas não devem persistir por nenhum período de tempo, pois podem causar impacto na operação.

Quando você chega ao ponto "provável fumaça mágica", ou seja, os AMRs, as preocupações com a confiabilidade vão de longo prazo (vida útil reduzida) a curto prazo (falha no banco ou se torna um mortal infantil nas mãos do cliente). Obviamente, a garantia é nula neste momento - pessoas como overclockers que não se importam com a garantia e sabem os riscos que estão correndo, podem empurrar as peças para fora da especificação com a ajuda de meios extras de controle de fumaça mágica (como refrigeração), no entanto.

Nem todas as operações não nominais são iguais

Existem várias possibilidades diferentes para condições não nominais, dependendo do tipo de parte que você está falando; os mais comuns no mundo dos semicondutores são representados no "gráfico de caixa" de tensão-temperatura mostrado abaixo e também explicados em mais detalhes aqui.

• A zona "On / Off (Power Ramp)" representa tensões abaixo da tensão operacional mínima. Isso acontece toda vez que você liga ou desliga a coisa, ou devido a uma queda de energia (por exemplo, uma bateria descarregada). A operação nesta zona não é garantida: as partes analógicas geralmente se esforçam para fazer muito útil, e as partes digitais simplesmente ficam confusas se permanecerem nessa zona por um período de tempo. Os circuitos de reinicialização (power-on, brown-out) são usados ​​no mundo digital para manter as peças em um estado conhecido enquanto estão nesta zona, mas elas têm suas próprias limitações em tensões de alimentação muito baixas.
• A zona "Inicialização a frio" representa condições excessivamente frias , abaixo das temperaturas mínimas de operação. Muitas partes ainda atenderão às especificações aqui, mesmo que não tenham sido testadas devido a custos ou limites de teste, mas algumas partes (intervalos de banda e osciladores são notórias por não iniciar adequadamente em temperaturas baixas no mundo analógico, enquanto os LCDs e outras coisas com fluidos ou química simplesmente não funcionarão bem nesta zona) se recusarão a funcionar corretamente aqui.
• A zona "Sobretensão (transiente de suprimento)" representa transientes de suprimento que excedem a classificação operacional máxima da peça, mas ainda podem ser sobrevividos. Normalmente, eles reduzem a vida útil, mas não são um problema e são remanescentes de sobretensões maiores presas por dispositivos de proteção.
• Finalmente, a zona "Falha térmica (proteção contra superaquecimento)" representa condições transitórias de superaquecimento que são aliviadas pela limitação de corrente (em partes analógicas), aceleração de velocidade (em peças digitais) ou simplesmente por um desligamento por superaquecimento. Mais uma vez, a operação aqui reduz a vida útil do componente.