FUNCTIONAL SAFETY FIT RATE, FMD AND PIN-FMA
INA293-Q1/INA281-Q1 功能安全时基故障率、FMD 和引脚 FMA
本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。
1 概述
本文档包含有关 INA293-Q1/INA281-Q1（SOT-23-5 封装）的信息，有助于进行功能安全系统设计。所提供的信息包括：
- 根据业内可靠性标准估算的半导体元件功能安全时基故障 (FIT) 率
- 基于器件主要功能的元件故障模式及其分布 (FMD)
- 引脚故障模式分析（引脚 FMA）
图 1-1 所示为可供参考的器件功能方框图。
图 1-1 功能方框图
INA293-Q1/INA281-Q1 是通过质量管理开发流程开发的，但未遵照 IEC 61508 或 ISO 26262 标准。
2 功能安全时基故障 (FIT) 率
本部分根据业内广泛使用的两种不同的可靠性标准，提供了 INA293-Q1/INA281-Q1 的功能安全时基故障 (FIT) 率：
表 2-1 元件故障率符合 IEC TR 62380/ISO 26262 第 11 部分
| 时基故障 IEC TR 62380/ISO 26262 | 时基故障（每 109 小时的故障次数） |
|---|---|
| 元件的总时基故障率 | 6 |
| 裸片时基故障率 | 4 |
| 封装时基故障率 | 2 |
表 2-1 中的故障率和任务剖面信息摘自可靠性数据手册 IEC TR 62380/ISO 26262 第 11 部分：
- 任务剖面：表 11 中的电机控制
- 功耗：50mW
- 气候类型：全球范围表 8
- 封装因子 (lambda 3)：表 17b：
- 基板材料：FR4
- 假设的 EOS 时基故障率：0 时基故障
表 2-2 符合 Siemens Norm SN 29500-2 要求的元件故障率
| 表 | 类别 | 基准时基故障率 | 基准虚拟 TJ |
|---|---|---|---|
| 4 | BICMOS 运算放大器、 比较器、电压监控器 | 8 时基故障 | 45°C |
表 2-2 中的基准时基故障率和基准虚拟 TJ（结温）摘自 Siemens Norm SN 29500-2 表 1 至表 5。工作条件下的故障率是基于 SN 29500-2 第 4 节中的转换信息，利用基准故障率和虚拟结温计算出的。
3 故障模式分布 (FMD)
INA293-Q1/INA281-Q1 的故障模式分布估算（表 3-1）摘自 IEC 61508 和 ISO 26262 等标准中列出的常见故障模式组合、子电路功能的大小和复杂性比率以及优秀工程设计评价。
本部分列出的故障模式为随机故障事件，且不包括因滥用或过压而导致的故障。
表 3-1 裸片故障模式及分布
| 裸片故障模式 | 故障模式分布 (%) |
|---|---|
| OUT 开路（高阻态） | 20% |
| OUT 至 GND | 25% |
| OUT 至 VS | 25% |
| OUT 功能不在规格范围内 | 30% |
4 引脚故障模式分析（引脚 FMA）
本部分介绍了 INA293-Q1/INA281-Q1 引脚的故障模式分析 (FMA)。本文档介绍的故障模式包括典型的逐针故障场景：
- 引脚短路至接地端（请参阅表 4-2 和表 4-6）
- 引脚开路（请参阅 表 4-3 和 表 4-7）
- 引脚短路至邻近引脚（请参阅 表 4-4 和 表 4-8）
- 引脚短路至 VS（请参阅表 4-5 和表 4-9）
表 4-2 至 表 4-9 还根据 表 4-1 中的故障影响类别，说明了这些引脚状况对器件有何影响。
表 4-1 TI 对故障影响的分类
| 类别 | 故障影响 |
|---|---|
| A | 器件可能会损坏，并使功能受损 |
| B | 器件未损坏，但功能丧失 |
| C | 器件未损坏，但性能下降 |
| D | 器件未损坏，功能和性能也未受到影响 |
以下是本部分针对引脚 FMA 的使用假设和器件配置：
- TA = -40°C 至 +125°C
- V+ = 2.7V 至 20 V
- VCM = -4 V 至 +110 V