Hi @ all. Mein Problem ist, das ich schon ganz oft Datenblätter von Kondensatoren oder Relais gesehen habe jedoch ist mir so etwas noch nicht bei Halbleitern begegnet. Gibt es irgendwelche Anhaltspunkte, wie lange die Lebensdauer eine Halbleiters ist. 1. Normalerweise denkt man bei Lebensdauer direkt an Verschleiß, jedoch tritt so viel ich weiß bei Halbleitern kein Verschleiß auf. 2. Wie verhält es sich mit der Grenztempertur. Wenn diese überschritten ist, ist das Bauteil defekt aber wie verhält es sich wenn der Betrieb über einen längeren Zeitraum knapp an den Grenzwerten betrieben wird. Gibt es Datenblätter die ein Verhalten zwischen Betriebstemperatur und Lebensdauert angeben oder halten Bauteile ewig wenn sie nie über der Grenztemperatur betrieben werden. 3. Es gibt viele Bauteile mit eingebautem Temperaturschutz. Dieser sorgt zwar für ein Drosseln wenn die Grenztemperatur erreicht ist. Jedoch wird das Bauteil meist an der Grenztemperatur betrieben, bis der Fehler beseitigt oder das Bauteil ausgeschaltet wird. 4. Wie verhält es sich mit der Spannung. Wenn ein Bauteil auf 30V spezifiziert ist. Hält es nun länger wenn die Spannung nie über 10V steigt? Wie resistent sind Bauteile gegenüber kurzen Spannungsspitzen? Findet dabei eine Alterung statt oder entsteht ein Ausfall von jetst auf gleich?
>1. Normalerweise denkt man bei Lebensdauer direkt an Verschleiß, jedoch >tritt so viel ich weiß bei Halbleitern kein Verschleiß auf. Das ist auch bei Halbleitern das Problem. Hier Wandern nicht nur die Elektronen sondern auch die ganzen Atome von der Metallischen Verdrahtungsebene... aber ich habe das nur mal so aufgeschnappt... und irgendwann ist dann die Verbindung weg...
Die meisten Halbleiterbauteile halten fast ewig, wenn man sie nicht übermäßig belastet. Ganz selten findet man auch mal angeben zur Lebensdauer. Am ehesten bei den den Bauteilen, die eine tatsächlich begrenzte Lebensauer haben, wie LEDS. Fast immer nimmt die Lebensdauer mit der Temperatur ab. In etwa auf die Hälfte für nur 5-10 Grad mehr. Daneben gibt es aber auch noch andere Mechanismen die die Lebensdauer verkürtzen: Temperaturwechsel, Feuchtigkeit, mechanische Belastungen, hohe Stromstärken, Strahlung. Eine zu hohe Spannung führt bei Halbleitern meistens zu einem sofortigen Ausfall, oder es passiert nichts. Entsprechend hilft die niedrigere Spannung nicht unbedingt für mehr Lebensdauer. Es gibt aber auch Fälle wo Spannungsspitzen, z.B. ESD, zu einer Veränderung in kleinen Schritten führt, und erst nach vielen kleinen Schäden ist der Halbleiter so schlecht, das er nicht mehr geht.
Wie gast schon schrieb kommt es bei hohen Stromdichten zur Migration des Aluminiums, danbei ist des dann entweder wirklich unterbrochen oder was häufiger der Fall ist, es entstehen Kurzschlüsse mit benachbarten Leitungen durch Hillocks.
Da gibt's 'ne Statistik dazu, google mal nach 'Badewannenkurve'.
Die Badewannenkurve gibt nur etwas über den statistischen Ausfall von Bauteilen wieder. Ob dieser zu Beginn stattfindet oder gegen Ende. Was mich interessieren würde währe. Ein Zeit-Temperatur-Diagramm Zeit-Strom-Diagramm Zeit-Wärmestress-Diagramm usw. Wobei ein Zeitwert ganz interessant währe. Wie z.B. ein statistisches Mittel von 100000h wie man es bei LEDs oder Kondensatoren kennt.
Die Lebensdauer von Halbleitern hängt, wie schon oben erwähnt, von verschiedenen Faktoren ab. Was mir in der bisherigen Diskussion fehlt, ist der Einfluss der Temperaturzyklen, denen ein Halbleiter bei wechselnder Belastung ausgesetzt ist. Eine genauere Erklärung ist hier http://www05.abb.com/global/scot/scot256.nsf/veritydisplay/335bba9c75f08463c1256c56003560c6/$file/bo00eh_web.pdf oder hier http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2010/2649/pdf/middendorf_andreas.pdf zu finden. Grüsse
Es gibt Halbleiter die werden schon defekt geliefert bzw. man kann sie für nichts gebrauchen weil die Erfinder alle bekloppt waren. Dazu zählen hier im Forum u.A.: xx709 xx741 xx723 und Z-Dioden allgemein, die werden nur zum Spaß gefertigt.
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