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电子元器件的工作寿命和失效机制

     另一个因素是过压。很少有人要求半导体或电容即使遭受重大过压也无恙，但大值电阻遇到远大于数据手册所列大值的电压是常见现象。问题在于：虽然其阻值足够高，不会变热，但内部可能产生微小电弧，导致其缓慢漂移而偏离规格，终短路。大的绕线电阻通常具有数百伏的击穿电压，因此，过去这个问题并不常见，但如今广泛使用小型表贴电阻，其击穿电压可能低于30v，相当容易受过压影响。

    大电流也会造成问题。大家都很熟悉普通保险丝—它是一段导线，如有过大电流流经其中，它就会变热并熔断，从而防止电源短路及其他类似问题。但是，若在非常小的导体中有极高的电流密度，导体可能不会变得非常热，不过终仍可能失效。原因是所谓的电迁移3（有时也称为离子迁移）。即导电电子与扩散金属原子之间的动量传递导致导体中的离子逐渐运动，引起物质运输效应。这使得携带大直流电流的薄导体随着时间推移而变得越来越薄，终失效但有些部分会像保险丝一样失效，即熔断，比如导线或半导体芯片上的导电走线。大电流造成这种现象的一个常见原因是电容充电电流太大。考虑一个esr为1ω的1μf电容，如果将它连接在110v、60hz交流电源上，则有大约41ma的交流电流流经其中。但如果在电压处于大值(110√2=155.6v)时连接到交流电源，则只有esr会限流，峰值电流将达到155.6a，尽管其持续时间不到1μs，也足以损坏许多小信号半导体器件。

 重复发生浪涌可能会损坏电容本身，尤其是电解电容。在用于给小型电子设备充电的廉价低压开关电源（"壁式电源适配器"）中，这是特别常见的失效机制。如果在一个交流周期的错误时间插入，整流器和电容就会携带非常大的浪涌电流，这种情况若多次发生，终可能会损坏器件。用一个小电阻与整流器串联，可以限制此浪涌电流，使问题小化。

    如果我们很幸运，esd或过压/过流事件会立即损坏器件，这样很容易知道问题所在。但更常见的情况是，压力引起的损害导致器件失效，而开始引发故障的压力早已消失。要诊断此类失效的原因是非常困难的，甚至是不可能的。

    无论设计什么电路，都有必要考虑所用器件的工作寿命和失效机制，以及在容许的极端使用条件下，是否有任何潜在问题或压力源会导致器件受损。任何此类问题都应当考虑，并尽可能在终设计中予以小化。

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