
【电】 circuit reliability
circuit; circuitry
【计】 electrocircuit
【化】 circuit; electric circuit
【医】 circuit
【电】 reliability
电路可靠度的定义与工程内涵
从汉英词典视角,"电路可靠度"对应的英文术语为"Circuit Reliability",其核心定义为:特定工作条件下,电路在规定时间内无故障完成预期功能的概率。该概念融合了概率统计学与工程学属性,是衡量电子系统稳定性的关键指标。
可靠度(Reliability)
在工程语境中特指"概率化的性能持久性"(Probability of failure-free operation),区别于泛指的"可靠性"。国际标准IEC 60050(191) 将其定义为:"产品在给定条件下和规定时间内完成要求功能的能力"。
电路(Circuit)
涵盖集成电路(IC)、PCB板级电路、电力电子拓扑 等实体系统,其可靠度需结合元件失效机制与系统架构综合分析。
失效率(Failure Rate, λ)
单位时间内失效元件数量与总数之比,通常服从指数分布(如浴盆曲线模型)。计算公式为:
$$
lambda = frac{text{失效数}}{text{总元件数} times text{运行时间}}
$$
平均无故障时间(MTBF)
可修复系统的平均失效间隔,与失效率呈倒数关系:
$$
text{MTBF} = frac{1}{lambda}
$$
可靠度函数 R(t)
基于指数分布的标准表达式:
$$
R(t) = e^{-lambda t}
$$
其中 t 为任务时间,λ 为恒定失效率。
失效物理(Physics of Failure)
包括电迁移(Electromigration)、热载流子注入(HCI)、时间相关介质击穿(TDDB)等半导体失效机制。
冗余设计(Redundancy)
通过并联备份、纠错码(ECC)等技术提升系统级可靠度,满足高可靠性应用需求(如航空航天电子)。
加速寿命试验(ALT)
依据阿伦尼乌斯模型(Arrhenius Model),通过提升温度/电压加速失效过程,验证电路寿命:
$$
text{寿命} propto e^{frac{E_a}{kT}}
$$
Ea 为激活能,k 为玻尔兹曼常数,T 为绝对温度。
注:术语定义参考国际电工委员会(IEC)标准术语库及IEEE可靠性协会(IEEE Reliability Society)技术白皮书。
电路可靠度是衡量电路在规定条件和时间内正常完成规定功能能力的核心指标,其定义和影响因素可归纳如下:
电路可靠度指电路在规定的工作条件(如温度、湿度、电压等)下,规定的时间段内能够实现预定功能的概率。该定义强调三个关键要素:条件、时间与功能,例如一个电路在高温环境下连续工作1000小时仍能保持正常信号输出的概率。
可靠度通常用概率函数$R(t)$表示,公式为: $$ R(t) = P(T > t) $$ 其中$T$表示电路失效时间,$t$为指定时间,$R(t)$即为电路在时间$t$内未失效的概率。
如需深入理解电路可靠度测试方法,可参考的电路可靠性分析文档。
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