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元件的失效直接受湿度、温度、电压、机械等因素的影响。
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; T+ u- F" V; K4 W! y, ?8 e1、温度导致失效：+ ]# c& U$ i3 E+ M' M5 Z
1.1环境温度是导致元件失效的重要因素。" U- B0 I# ?7 p$ H
温度变化对半导体器件的影响：构成双极型半导体器件的基本单元P-N结对温度的变化很敏感，当P-N结反向偏置时，由少数载流子形成的反向漏电流受温度的变化影响，其关系为：. T3 T" O7 v6 A" n1 J
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w+ q' t* W' v, k# q& C式中：ICQ―――温度T0C时的反向漏电流
5 Y I1 V& ]% e. D& t8 C4 F: B3 ~8 m4 }ICQR――温度TR℃时的反向漏电流5 ~! a* V; S0 B, q. R
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T－TR――温度变化的绝对值* S0 `- `) J6 m1 \; W \' \2 z
由上式可以看出，温度每升高10℃，ICQ将增加一倍。这将造成晶体管放大器的工作点发生漂移、晶体管电流放大系数发生变化、特性曲线发生变化，动态范围变小。
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温度与允许功耗的关系如下：) V6 q7 R- r/ w5 }
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式中：PCM―――最大允许功耗 g6 U7 J, P4 v. x9 }
TjM―――最高允许结温. C4 k' ~7 X: b9 C5 c/ z3 f$ A6 s* N
T――――使用环境温度4 A+ r- I1 Y C. J+ x7 B
RT―――热阻
7 I' u) }( Z( u/ \由上式可以看出，温度的升高将使晶体管的最大允许功耗下降。: k# |+ m3 B) s5 U
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& u# ?* J- ^$ ]由于P-N结的正向压降受温度的影响较大，所以用P-N为基本单元构成的双极型半导体逻辑元件（TTL、HTL等集成电路）的电压传输特性和抗干扰度也与温度有密切的关系。当温度升高时，P-N结的正向压降减小，其开门和关门电平都将减小，这就使得元件的低电平抗干扰电压容限随温度的升高而变小；高电平抗干扰电压容限随温度的升高而增大，造成输出电平偏移、波形失真、稳态失调，甚至热击穿。# L& U/ f9 d7 F2 b: y8 W5 G
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2.1 温度变化对电阻的影响$ K) Q. q* n! p, {' W
温度变化对电阻的影响主要是温度升高时，电阻的热噪声增加，阻值偏离标称值，允许耗散概率下降等。比如，RXT系列的碳膜电阻在温度升高到100℃时，允许的耗散概率仅为标称值的20％。
+ A& w1 g7 G2 Q4 \/ N: Y, o但我们也可以利用电阻的这一特性，比如，有经过特殊设计的一类电阻：PTC（正温度系数热敏电阻）和NTC（负温度系数热敏电阻），它们的阻值受温度的影响很大。
% b g# |* u+ @8 F7 B# W2 W对于PTC，当其温度升高到某一阈值时，其电阻值会急剧增大。利用这一特性，可将其用在电路板的过流保护电路中，当由于某种故障造成通过它的电流增加到其阈值电流后，PTC的温度急剧升高，同时，其电阻值变大，限制通过它的电流，达到对电路的保护。而故障排除后，通过它的电流减小，PTC的温度恢复正常，同时，其电阻值也恢复到其正常值。
! e4 C u e) K1 k& Y5 T对于NTC，它的特点是其电阻值随温度的升高而减小。
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! Q1 |/ i6 o w% v. h7 Z2.2温度变化对电容的影响- ^* W* A6 p& ?- B' A
温度变化将引起电容的到介质损耗变化，从而影响其使用寿命。温度每升高10℃时，电容器的寿命就降低50％，同时还引起阻容时间常数变化，甚至发生因介质损耗过大而热击穿的情况。! |" I% e8 N! H4 }! }% v
此外，温度升高也将使电感线圈、变压器、扼流圈等的绝缘性能下降。
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/ E& o- J9 Q x3、湿度导致失效5 u! R. y8 P9 k9 z, H
湿度过高，当含有酸碱性的灰尘落到电路板上时，将腐蚀元器件的焊点与接线处，造成焊点脱落，接头断裂。* @/ B; w; ^0 N) m+ g: Z
8 f) g6 m& H/ g) m0 R/ U8 u; b! G湿度过高也是引起漏电耦合的主要原因。/ w% A, V1 l+ u! z6 l
" i0 I; Z) S' L% I$ h( g# R而湿度过低又容易产生静电，所以环境的湿度应控制在合理的水平。
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% U' N; g1 ^: J' c9 C( t# v" X' ?4、过高电压导致器件失效& C+ Z& }1 k6 J
施加在元器件上的电压稳定性是保证元器件正常工作的重要条件。过高的电压会增加元器件的热损耗，甚至造成电击穿。对于电容器而言，其失效率正比于电容电压的5次幂。对于集成电路而言，超过其最大允许电压值的电压将造成器件的直接损坏。
! Q4 j( i& D7 T3 R" f: Q' o8 c# F9 w* J9 E1 ]" {$ m+ p% V4 j' Y" [, ?
电压击穿是指电子器件都有能承受的最高耐压值，超过该允许值，器件存在失效风险。主动元件和被动元件失效的表现形式稍有差别，但也都有电压允许上限。晶体管元件都有耐压值，超过耐压值会对元件有损伤，比如超过二极管、电容等，电压超过元件的耐压值会导致它们击穿，如果能量很大会导致热击穿，元件会报废。! x+ S1 m! e; D7 S ]+ D1 G
- b1 b: f$ R* e! o' ^5、振动、冲击影响：3 c, A7 k1 u7 W) N# x5 K# y
机械振动与冲击会使一些内部有缺陷的元件加速失效，造成灾难性故障，机械振动还会使焊点、压线点发生松动，导致接触不良；若振动导致导线不应有的碰连，会产生一些意象不到的后果。" x U, s/ Z% A5 a2 Q% K" h! p0 D L# S
/ p* d( P% D6 d# ?' d) ]可能引起的故障模式，及失效分析。5 ?# W6 W# ]" N8 j) m
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电气过应力（Electrical Over Stress，EOS）是一种常见的损害电子器件的方式，是元器件常见的损坏原因，其表现方式是过压或者过流产生大量的热能，使元器件内部温度过高从而损坏元器件（大家常说的烧坏），是由电气系统中的脉冲导致的一种常见的损害电子器件的方式。
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发表于 2021-6-18 09:40
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