디레이팅(Derating)란?

신뢰성을 높이기 위해 전압·전류·온도 등을 정격 한도까지 쓰지 않고 여유를 두어 사용하는 것. 예를 들어 전압은 정격의 70~80% 이하, 접합 온도는 최대 정격 150 ℃에 대해 125 ℃ 이하로 사용하는 등의 기준을 둔다.

일본어 명칭: ディレーティング

디레이팅(Derating)은(는) 타이밍 분석과 CDC, 데이터시트 읽는 법, 전력 반도체 등 4개 분야의 연습 문제 6개에 나와요.

분야: 데이터시트 읽는 법

도전해 보기: 디레이팅(Derating) 관련 문제

파워 디바이스를 선택할 때 정격 전압에 여유를 두어 실제 사용 전압보다 높은 내압의 소자를 사용하는(디레이팅하는) 주된 이유는?

  1. A스위칭 시의 서지 전압이나 우주선에 의한 고장 등에 대비하여 신뢰성을 확보하기 위해
  2. B부품 가격을 낮추기 위해
  3. C온 저항을 낮추기 위해
정답과 해설 보기

정답: A. 스위칭 시의 서지 전압이나 우주선에 의한 고장 등에 대비하여 신뢰성을 확보하기 위해

실제 회로에서는 스위칭 시 기생 인덕턴스에 의한 서지 전압이 더해지는 데다, 고전압에서 계속 사용하면 우주선 유래의 중성자가 디바이스 안에서 전하를 만들어 갑작스러운 파괴(싱글 이벤트 번아웃)가 일어날 확률이 전압과 함께 급격히 올라갑니다. 그래서 예를 들어 400 V계 회로에 650 V 제품을 사용하듯, 사용 전압의 1.5배 정도 정격의 소자를 선택하는 것이 일반적입니다. 고도가 높은 곳에서는 여유를 더 크게 잡습니다.

OCV 디레이팅으로서, 셋업 분석에서 송신 측 클럭 경로와 데이터 경로의 지연을 1.1배, 수신 측 클럭 경로의 지연을 0.9배로 합니다. 송신 측 클럭 경로 1.0 ns, 데이터 경로(클럭→출력 포함) 1.5 ns, 수신 측 클럭 경로 1.0 ns(공통 부분은 없음), 주기 3.0 ns, 셋업 타임 0.1 ns일 때 셋업 슬랙은 얼마입니까?

  1. A1.05 ns
  2. B1.40 ns
  3. C1.25 ns
정답과 해설 보기

정답: A. 1.05 ns

OCV 디레이팅은 같은 칩 안에서도 위치에 따라 지연이 달라지는 것을 예상하여, 셋업에는 가장 불리한 조합(송신 측은 느리고 수신 측 클럭은 빠름)을 가정하는 방법입니다. 도착 시각은 1.1 × (1.0 + 1.5) = 2.75 ns, 요구 시각은 3.0 + 0.9 × 1.0 − 0.1 = 3.8 ns이므로 슬랙은 1.05 ns입니다. 1.40 ns는 디레이팅을 하지 않은 값, 1.25 ns는 데이터 경로에만 계수를 곱한 값입니다. 홀드 분석에서는 계수를 곱하는 방식이 반대가 됩니다.

해설 속 디레이팅(Derating)

디레이팅(Derating)이(가) 나오는 문제 (6)

  1. 파워 디바이스를 선택할 때 정격 전압에 여유를 두어 실제 사용 전압보다 높은 내압의 소자를 사용하는(디레이팅하는) 주된 이유는?
  2. OCV 디레이팅으로서, 셋업 분석에서 송신 측 클럭 경로와 데이터 경로의 지연을 1.1배, 수신 측 클럭 경로의 지연을 0.9배로 합니다. 송신 측 클럭 경로 1.0 ns, 데이터 경로(클럭→출력 포함) 1.5 ns, 수신 측 클럭 경로 1.0 ns(공통 부분은 없음), 주기 3.0 ns, 셋업 타임 0.1 ns일 때 셋업 슬랙은 얼마입니까?
  3. OCV 디레이팅을 사용한 STA에서 송신 측과 수신 측의 클럭 경로가 도중까지 공통인 경우에 수행하는 CRPR(공통 경로 비관성 제거)에 대한 설명으로 올바른 것은?
  4. 부품의 '디레이팅'에 대한 개념으로 적절한 것은 무엇입니까?
  5. 컬렉터-에미터 간 전압 5 V, 컬렉터 전류 100 mA로 동작하는 트랜지스터의 컬렉터 손실은 얼마인가?
  6. 최대 접합 온도 Tj(max) = 125 ℃, θJA = 50 ℃/W인 IC를 주위 온도 Ta = 85 ℃에서 사용할 때, 허용되는 소비 전력의 상한은 얼마입니까?

관련 용어

OCV(온칩 변동) 슬랙(Slack) STA(정적 타이밍 분석) CRPR(공통 경로 비관성 제거) 번인(Burn-in) 열저항 5 V 톨러런트(5 V Tolerant) 권장 동작 조건 노이즈 마진(Noise Margin) 노출 패드(Exposed Pad)

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