Nederlands
Menu

Wat is Derating?

Componenten met marge onder hun nominale waarden voor spanning, stroom, temperatuur enzovoort gebruiken in plaats van op de volle nominale waarde, om de betrouwbaarheid te verhogen. Gangbare richtlijnen zijn een spanning van hoogstens 70 tot 80% van de nominale waarde, of een junctietemperatuur van hoogstens 125 °C bij een maximum van 150 °C.

Japanse benaming: ディレーティング

“Derating” komt voor in 6 oefenvragen uit 4 onderwerpen, bijv. Timinganalyse en CDC, Datasheets lezen, Vermogenshalfgeleiders.

Vakgebied: Datasheets lezen

Nu oefenen: vragen over Derating

Wat is de belangrijkste reden om bij de keuze van vermogenscomponenten een nominale spanning met marge aan te houden en een component met een hogere doorslagspanning dan de werkelijke gebruiksspanning te gebruiken (derating)?

  1. AOm betrouwbaarheid te waarborgen tegen piekspanningen bij het schakelen en defecten door kosmische straling
  2. BOm de prijs van het onderdeel te verlagen
  3. COm de aan-weerstand te verlagen
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Om betrouwbaarheid te waarborgen tegen piekspanningen bij het schakelen en defecten door kosmische straling

In echte schakelingen komen er bij het schakelen piekspanningen door parasitaire inductanties bij, en bij continu gebruik op hoge spanning neemt de kans op plotselinge vernietiging (single event burnout) sterk toe met de spanning, doordat neutronen van kosmische straling in het component lading opwekken. Daarom wordt gewoonlijk een component gekozen met een nominale waarde van ca. 1,5 keer de gebruiksspanning, zoals een 650 V-type in een schakeling van het 400 V-systeem. Op grote hoogte wordt de marge nog groter gekozen.

Als OCV-derating worden bij de setupanalyse de vertragingen van het verzendende klokpad en van het datapad met 1,1 vermenigvuldigd en die van het ontvangende klokpad met 0,9. Hoe groot is de setup-slack bij een verzendend klokpad van 1,0 ns, een datapad (inclusief clock-to-output) van 1,5 ns, een ontvangend klokpad van 1,0 ns (geen gemeenschappelijk deel), een periode van 3,0 ns en een setuptijd van 0,1 ns?

  1. A1,05 ns
  2. B1,40 ns
  3. C1,25 ns
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. 1,05 ns

OCV-derating houdt rekening met de spreiding van vertragingen tussen plaatsen op dezelfde chip en gaat voor setup uit van de ongunstigste combinatie (verzendende kant traag, ontvangende klok snel). De aankomsttijd is 1,1 × (1,0 + 1,5) = 2,75 ns en de vereiste tijd 3,0 + 0,9 × 1,0 − 0,1 = 3,8 ns, dus de slack is 1,05 ns. 1,40 ns is de waarde zonder derating, 1,25 ns de waarde waarbij alleen het datapad met de factor is vermenigvuldigd. Bij de holdanalyse worden de factoren andersom toegepast.

“Derating” in de toelichting

Vragen met “Derating” (6)

  1. Wat is de belangrijkste reden om bij de keuze van vermogenscomponenten een nominale spanning met marge aan te houden en een component met een hogere doorslagspanning dan de werkelijke gebruiksspanning te gebruiken (derating)?
  2. Als OCV-derating worden bij de setupanalyse de vertragingen van het verzendende klokpad en van het datapad met 1,1 vermenigvuldigd en die van het ontvangende klokpad met 0,9. Hoe groot is de setup-slack bij een verzendend klokpad van 1,0 ns, een datapad (inclusief clock-to-output) van 1,5 ns, een ontvangend klokpad van 1,0 ns (geen gemeenschappelijk deel), een periode van 3,0 ns en een setuptijd van 0,1 ns?
  3. Welke beschrijving van CRPR (verwijdering van het pessimisme van het gemeenschappelijke pad), die bij STA met OCV-derating wordt toegepast wanneer het verzendende en het ontvangende klokpad tot een bepaald punt gemeenschappelijk zijn, is juist?
  4. Welke beschrijving van het principe van "derating" van componenten is juist?
  5. Hoeveel bedraagt het collectorverlies van een transistor die werkt bij een collector-emitterspanning van 5 V en een collectorstroom van 100 mA?
  6. Hoe groot is het maximaal toegestane vermogen voor een IC met een maximale junctietemperatuur Tj(max) = 125 °C en θJA = 50 °C/W bij een omgevingstemperatuur Ta = 85 °C?

Verwante termen

OCV (on-chip variation) Slack CRPR (clock reconvergence pessimism removal) STA (statische timinganalyse) Burn-in Thermische weerstand 5V-tolerant Aanbevolen bedrijfsomstandigheden Absolute maximumwaarden Dropoutspanning

Naar de woordenlijst