Файл: Методы расчета показателей надежности сжат.docx

Условное графическое обозначение К155ЛЛ1

Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ. Корпус К155ЛЛ1 типа 201.14-1, масса не более 1 г.

1

,2,4,5,9,10,12,13 - входы;
3,6,8,11 - выходы;
7 - общий;
14 - напряжение питания;

Электрические параметры

1	Номинальное напряжение питания	5 В 5 %
2	Выходное напряжение низкого уровня	не более 0,4 В
3	Выходное напряжение высокого уровня	не менее 2,4 В
4	Входной ток низкого уровня	не более -1,6 мА
5	Входной ток высокого уровня	не более 0,04 мА
6	Входной пробивной ток	не более 1 мА
7	Ток потребления при низком уровне выходного напряжения	не более 38 мА
8	Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения	не более 22 мА
9	Потребляемая статическая мощность на один логический элемент	не более 39,4 мВт
10	Время задержки распространения при включении	не более 22 нс
11	Время задержки распространения при выключении	не более 15 нс

Условное графическое обозначение К155ЛН1

Микросхема представляет собой два логических элементов НЕ. Корпус К155ЛН1 типа 201.14-1, масса не более 1 г

1

,3,5,9,11,13 - входы;
2,4,6,8,10,12 - выходы;
7 - общий;
14 - напряжение питания;

Электрические параметры

1	Номинальное напряжение питания	5 В 5 %
2	Выходное напряжение низкого уровня	не более 0,4 В
3	Выходное напряжение высокого уровня	не менее 2,4 В
4	Входной ток низкого уровня	не более -1,6 мА
5	Входной ток высокого уровня	не более 0,04 мА
6	Входной пробивной ток	не более 1 мА
7	Ток потребления при низком уровне выходного напряжения	не более 33 мА
8	Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения	не более 12 мА
9	Потребляемая статическая мощность на один логический элемент	не более 19,7 мВт
10	Время задержки распространения при включении	не более 15 нс
11	Время задержки распространения при выключении	не более 22 нс

Из справочника «Надежность электрорадиоизделий» возьмем сведения о показателях надежности (табл.1):

Таблица 1

Номер серии ИС	Типономинал ИС	Номер ТУ	Технология	Количество элементов, бит (для ЗУ)	Тип корпуса
Микросхемы интеграьные цифровые
155	155ЛИ5	И63.088.042ТУ36		26	пластмассовый
	155ЛЛ1	И63.088.042ТУ65		32	пластмассовый
	155ЛН1	И63.088.042-43ТУ		78	пластмассовый

Условия эксплуатация схемы представлены в таблицах 2 и 3.

Для этого воспользуемся ГОСТ 34012 «Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. Общие технические требования».

Таблица 2

Классификация по воздействиям механических нагрузок при эксплуатации

Класс условий размещения	Характеристика условий размещения
МС2	Стационарное наружное размещение в местах, расположенных на расстоянии от 1,8 до 5 м от внутренней грани головки ближайшего рельса

Таблица 3

Классификация по воздействиям климатических факторов при эксплуатации

Класс условий размещения	Характеристика условий размещения	Категория размещения по ГОСТ 15150
К3	Стационарное наружное размещение в качестве встроенных или съемных элементов иных изделий без дополнительной защиты от нагрева солнцем	2

Расчет надежности интегральных микросхем

В общем случае, значения эксплуатационной интенсивности отказов электрорадиоизделий (ЭРИ) рассчитываются по математическим моделям, имеющим вид:

или

(1) , где

- исходная интенсивность отказов типа(группы) ЭРИ, приведенная к условиям:

-электрическая нагрузка, равная номинальной;

-температура окружающей среды t=28 °C;

– коэффициенты, учитывающие изменения эксплуатационной интенсивности отказов в зависимости от различных факторов

n – количество учитываемых факторов

Математическая модель для расчета эксплуатационной интенсивности отказов отдельных типономиналов интегральных микросхем в рабочем режиме приведена в таблице 4.

Таблица 4

Таблица 5

Определим эксплуатационную интенсивность отказов для интегральных микросхем.

Значения коэффициента

, учитывающего сложность ИС и температуру окружающей среды, рассчитывается по формуле:

t - температура окружающей среды, °C (по заданию t=28°C)

При температуре окружающей среды, равной 20°C, получим:

Значения коэффициента модели для микросхем, cодержащих (>10-100 элементов) взяты из таблицы 6.

Таблица 6

Коэффициент эксплуатации

при использовании ИС в условиях цехов промышленных предприятий, берется равным 1,5.

Значения

, учитывающего тип корпуса микросхемы берем из таблицы 7.

Таблица 7

Значения коэффициента

, учитывающего снижение максимальных значений напряжения питания возьмем из таблицы 8.

Таблица 8

Значения коэффициента

, учитывающего

степень освоенности технологического процесса , примем равным 1.

Коэффициент приемки

отражает 2 уровня качества изготовленных изделий:

-с приемкой 5

-с приемкой 9

Для изделий с приемкой 5 значение

Все коэффициенты для расчета надежности интегральных микросхем сведем в таблицу 9.

Коэффициенты модели условно разделены на 2 группы:

- первая группа коэффициентов является общей для всех или большинства типов изделий и характеризует режимы и условия их применения, уровень качества производства

- вторая группа коэффициентов включается в модели конкретных типов ЭРИ и характеризует конструкционные, функциональные и технологические особенности

Таблица 9

			Общие коэффициенты моделей					Коэффициенты моделей конкретных классов ЭРИ
Тип микросхемы	n
К155ЛИ5	1	18*10^-⁶	1	1,5	0,85	1,5	0,5	0,853	1	3	1,46*10^-⁵
К155ЛЛ1	1	18*10^-⁶	1	1,5	0,85	1,5	0,5	0,853	1	3	1,46*10^-⁵
К155ЛН1	1	18*10^-⁶	1	1,5	0,85	1,5	0,5	0,853	1	3	1,46*10^-⁵
Итого												4,4*10^-⁵

Расчет надежности соединений.

Математическая модель для расчета эксплуатационной интенсивности отказов соединений имеет вид:

Коэффициент эксплуатации

для соединений условиях цехов промышленных предприятий, берется равным 1,5.

Базовое значение интенсивности отказов

для ручной пайки ЭРИ с обьемным монтажом составляет

.

По схеме (рис. 2) определим количество соединений N=16.

Таким образом

Суммарная интенсивность отказов устройства.

При условии, что любой отказ микросхемы или соединения приводит к отказу всего устройства, суммарная эксплуатационная интенсивность отказов устройства определяется как