[發明專利]一種基于失效物理的中頻對數放大器的壽命預測方法

無效

• 申請號: 201110385589.8
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102520274A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 洪晟;陶文輝;周正;楊洪旗
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域：

本發明提供了一種中頻對數放大器的壽命預測方法，特別涉及一種基于失效物理的中頻對數放大器的壽命預測方法，屬于電子產品的壽命預測技術領域。

背景技術：

目前，工程實際中主要采用GJB/Z?299C(我國軍標-電子設備可靠性預測手冊)以及MIL-HDBK_217F(美國軍標-電子設備可靠性預計)來對電子產品/設備的失效率進行預計。這種基于標準或手冊的方法，是一種以大量的失效統計數據(包括現場或試驗室統計)為基礎的概率統計方法，其正確性受到越來越多的質疑。同時，由于電子產品本身結構的復雜性，及其發展速度遠遠大于失效數據的統計速度，存在著標準或手冊中沒有提供相關數據對某些電子產品進行預計的問題。此外，基于標準或手冊的方法只能對失效率進行預測，而無法對電子產品經歷了包括環境在內的壽命環境周期后的壽命進行精確地預測。

中頻對數放大器是一種輸入輸出信號幅度成對數關系的放大器，它有三個特點：第一，輸入輸出信號幅度成對數關系，在對數精度范圍內呈一一對應關系；第二，實現輸入信號動態壓縮，把大動態的輸入信號壓縮為小動態范圍的輸出信號，呈現增益自動控制特性，具有抗過載能力；第三，對信號進行瞬時處理。

高性能對數放大器在雷達、電子對抗、通信等領域的應用十分廣泛。在雷達接收機、預警偵察雷達、紅外激光雷達、相控陣雷達、直檢式接收機、高速通道接收激光測距接收機、聲納系統地洞識別、敵我識別系統激光制導、彈頭引信、通信接收機、導航中都得到應用。所以開展基于失效物理的中頻對數放大器壽命預測，就可以在時效發生前告知使用者采用相應的措施，從而避免遭受無法彌補的損失。

發明內容：

1、目的：為達到上述目的，本發明提供了一種基于失效物理的中頻對數放大器的壽命預測方法，它克服了現有技術的不足，可以對中頻放大器的壽命耗損、產品在剩余壽命的可靠度以及失效概率進行預測，根據預測的結果在時效發生前告知使用者采用相應的措施，從而避免遭受無法彌補的損失。

2、技術方案：本發明一種基于失效物理的中頻對數放大器的壽命預測方法，其步驟如下，其關系圖如圖1所示：

步驟一，對中頻對數放大器類電子產品的失效模型等失效信息以及產品的結構工藝等器件信息進行歸類分析，確定潛在的失效機理及其失效物理模型，并對其失效物理模型進行適當的推導；

步驟二，確定影響失效機理的環境應力：從推導后的失效物理模型中和中頻對數放大器的貯存和使用環境中可以得出影響失效機理的主要環境應力為溫度。

步驟三，通過加速老化試驗修正推導后的失效物理模型中涉及的相關參數，主要包括失效物理的激活能。

步驟四，對產品經歷的壽命周期內的環境應力進行監測和記錄：一般地，需要借助各種環境應力傳感器(如溫度傳感器)等，采取人工或自動方法獲得。

步驟五，利用已經確定的失效物理模型，計算不同應力水平下的預計失效前時間(TTF)：一般地，產品的失效物理模型即直接表示了TTF與各類參數之間的函數關系，在確定了模型中的相關參數后就可直接得到對應于不同應力水平的不同TTF值，根據損傷定義，分別計算產品在每個應力水平下由于不同失效機理而造成的壽命損傷；

步驟六，對不同失效機理下的產品剩余壽命進行預測，并對中頻對數放大器進行可靠性分析，得出其失效率和可靠度；

其中，在步驟一中所述的“確定潛在的失效機理及其失效物理模型，并對其失效物理模型進行適當的推導”，其具體實現的過程如下：

根據大量公開發表的文獻、報告等獲得可以獲得：中頻對數放大器的薄弱環節是GaAs三極管，GaAs三極管的主要失效機理是柵金屬下沉。現建立其失效物理模型：

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