東芝 セミコンダクター&ストレージ社
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半導体デバイスの電気的破壊

敵を攻略する

半導体デバイスの電気的な破壊の2つのモードについて、その予防法を述べます。

EOS(電気的オーバーストレス)による破壊の予防

EOSによる破壊の予防は、その製品に対して決められた絶対最大定格を守ることに尽きます。
データブックや仕様書に記載されている絶対最大定格を超えないよう、半導体デバイスを搭載する機器の仕様を定め、設計をしていただくことは必須ですが、EOSには、サージやノイズなどの意図しない異常電流/電圧などもあります。
これらの意図しない要因に対しても考慮し、必要であれば保護機能(注1)を備えた回路や動作シーケンス(特に電源投入のシーケンス)を設計に織り込むこと、ノイズの発生源である接触不良(注2)を防止する製造工程の構築などが必要となります。

  • (注1)アイソレーションアンプやサージ吸収用としてのツェナーダイオードを入力回路に入れることも有効です。
  • (注2)特にモーター機器周辺やリレーなどに注意が必要です。
< 当社データシート上での絶対最大定格の記載例 >
絶対最大定格 (注)
項目 記号 定格 単位
電源電圧 VCC -0.5~4.6 V
入力電圧 VIN -0.5~4.6 V
出力電圧 VOUT -0.5~4.6 V
-0.5~VCC+0.5
入力保護ダイオード電流 IIK -50 mA
出力寄生ダイオード電流 IOK ±50 mA
出力電流 IOUT ±50 mA
許容損失 PD 180 mW
電源/GND電流 ICC/IGND ±100 mA
保存温度 Tstg -65~150
  • (注)絶対最大定格は、瞬時たりとも超えてはならない値であり、1つの項目も超えてはなりません。本製品の使用条件 (使用温度/電流/電圧等) が絶対最大定格/動作範囲以内での使用においても、高負荷 (高温および大電流/高電圧印加、多大な温度変化等) で連続して使用される場合は、信頼性が著しく低下するおそれがあります。
    弊社半導体信頼性ハンドブック (取り扱い上のご注意とお願いおよびディレーティングの考え方と方法) および個別信頼性情報 (信頼性試験レポート、推定故障率等) をご確認の上、適切な信頼性設計をお願いします。

(汎用CMOSロジックIC:TC74VCX00FT/FK データシートより抜粋)

データシートや仕様書などの技術資料には、絶対最大定格とは別に動作範囲として各種の条件を記載しております。
絶対最大定格を超えなくても、動作範囲を超えて使用した場合には、デバイスの動作および電気的特性に関する仕様を満足できないことや信頼性の低下につながります。
更に、より確かな信頼性を持たせてご使用いただくためには、動作範囲に対するディレーティングをした条件でのデバイス動作(設計)も必要です。

注意

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