Défaillances des composants

On peut dire qu'un composant est défectueux lorsque l'une de ses caractéristiques sort de ses tolérances spécifiques. l'ogjectif de ce cours est d'énumèrer les pannes les plus probables pour divers types de composants électroniques

Par exemple, si une résistance de 5.6 kΩ ± 5% vaut   6 kΩ, ou si le courant de fuite d'une capacité électrolytique 64 μF-12 V est de 150 μA alors de sa valeur maximum est spécifiée à 10 mA, on peut dire que ces deux composants sont défectueux.

Ces deux cas constituent cependant des defaillances mineures, puisqu'elles ne causeront pas forcément une dégradation de performances du circuit, mais sans doute une légère altération de ces dernières. Un défaut mineur peut cependant deviner majeur si la valeur du composant en jeu est critique (seuil par exemple).

Les avaries qui nous intéressent sont les defaillances brutales et totales d'un ou plusieurs composants. Par exemple, résistance devenant infinie ou tombant à zéro, diode en court-circuit. De tels défauts conduisent généralement à l'effondrement des performances et à des modifications profondes des tensions continues relevées sur le circuit.

En règle générale, un type donné de composant tombe en panne d'une manière bien définie. Lorsqu'une résistance à couche (meurt), il est bien plus probable que ce soit par rupture du film que par ytiques  on plutôt tendance à ce court-circuiter. Nous examinons ici la manière dont un composant tombe en panne, et non son taux de défaillance. La fiabilité des composants actuels est extrêmement grande ; Les résistances que l'on fabrique aujourd'hui, en particulier, sont très fiables.

Le tableau suivant énumère les pannes les plus probables pour divers types de composants électroniques.

 

composant	Panne courante
Résistance	Valeur très grande ou nulle
Résistance variable	Rupture ou contact intermittent résultats d'une fatigue mécanique.
Capacité	Court-circuit ou circuit ouvert
Inductance (et transformateurs)	Circuit ouvert. Court circuit inter- spires. Court-circuit à la carasse (type à noyau).
Tube électronique	Rupture du filament. Court-circuit inter-élecrodes (cathode-grille), pompage du filament.
Semi-conducteurs, diode transistors, FET, Redresseurs	Circuit ouvert ou court-circuit entre bornes.

Il est sans doute facile de comprendre certaines pannes provoquées par des composants défectueux ou des surcharges, mais pourquoi un composant cesse-t-il brutalement de remplir sa fonction ?

En fait, tout composant (vieillit) sous l'action des contraintes qui lui sont appliquées.

Ces contraintes sont de deux types :

les contraintes fonctionnelles liées à ça nature et les contraintes de d'environnements dépendant des conditions dans lesquelles on l'utilise. Les contraintes fonctionnelles peuvent être réduites en faisant appelle à des composants dont les limites de fonctionnements sont largement au-delà des conditions d'emploi ; autrement dit, on ((sur-dimensionnes)) les composants.

• Les contraintes d'environnements dépendant des conditions de température, d'humidité, de choc et de vibrations, de pression, de corrosion, d'empoussièrement et d'agressivité en général du milieu dans lequel fonctionne le circuit. L'ensemble des contraintes d'environnement affecte les composants et provoque une dérive de ses caractéristiques conduisant à la panne finale. Considérons, par exemple, un composant soumis continuellement à des cycles chaud-froid, le matériau dont il constitué risque fort de se craqueler, et un choc un peu violent peut provoquer une coupure franche (circuit ouvert).
• Les effets des contraintes d'environnement peuvent en général être atténués en soignant la conception de l'ensemble électronique concerné. Cela est d'autant plus recommandé si l'ensemble en question doit être le maillon d'une chaîne de contrôle de processus industriel et fonctionner dans une ambiance où les vibrations et les échauffements sont importants.

Les transitions de grande amplitude ou pointes de tension engendrée par les charges inductives, lorsqu'elles sont commutées, peuvent aussi provoquer des avaries, telles que le claquage des jonctions de transistors.

On peut dire qu'un composant est défectueux lorsque l'une de ses caractéristiques sort de ses tolérances spécifiques. l'ogjectif de ce cours est d'énumèrer les pannes les plus probables pour divers types de composants électroniques

Par exemple, si une résistance de 5.6 kΩ ± 5% vaut   6 kΩ, ou si le courant de fuite d'une capacité électrolytique 64 μF-12 V est de 150 μA alors de sa valeur maximum est spécifiée à 10 mA, on peut dire que ces deux composants sont défectueux.

Ces deux cas constituent cependant des defaillances mineures, puisqu'elles ne causeront pas forcément une dégradation de performances du circuit, mais sans doute une légère altération de ces dernières. Un défaut mineur peut cependant deviner majeur si la valeur du composant en jeu est critique (seuil par exemple).

Les avaries qui nous intéressent sont les defaillances brutales et totales d'un ou plusieurs composants. Par exemple, résistance devenant infinie ou tombant à zéro, diode en court-circuit. De tels défauts conduisent généralement à l'effondrement des performances et à des modifications profondes des tensions continues relevées sur le circuit.

En règle générale, un type donné de composant tombe en panne d'une manière bien définie. Lorsqu'une résistance à couche (meurt), il est bien plus probable que ce soit par rupture du film que par ytiques  on plutôt tendance à ce court-circuiter. Nous examinons ici la manière dont un composant tombe en panne, et non son taux de défaillance. La fiabilité des composants actuels est extrêmement grande ; Les résistances que l'on fabrique aujourd'hui, en particulier, sont très fiables.

Le tableau suivant énumère les pannes les plus probables pour divers types de composants électroniques.

 

composant	Panne courante
Résistance	Valeur très grande ou nulle
Résistance variable	Rupture ou contact intermittent résultats d'une fatigue mécanique.
Capacité	Court-circuit ou circuit ouvert
Inductance (et transformateurs)	Circuit ouvert. Court circuit inter- spires. Court-circuit à la carasse (type à noyau).
Tube électronique	Rupture du filament. Court-circuit inter-élecrodes (cathode-grille), pompage du filament.
Semi-conducteurs, diode transistors, FET, Redresseurs	Circuit ouvert ou court-circuit entre bornes.

Il est sans doute facile de comprendre certaines pannes provoquées par des composants défectueux ou des surcharges, mais pourquoi un composant cesse-t-il brutalement de remplir sa fonction ?

En fait, tout composant (vieillit) sous l'action des contraintes qui lui sont appliquées.

Ces contraintes sont de deux types :

les contraintes fonctionnelles liées à ça nature et les contraintes de d'environnements dépendant des conditions dans lesquelles on l'utilise. Les contraintes fonctionnelles peuvent être réduites en faisant appelle à des composants dont les limites de fonctionnements sont largement au-delà des conditions d'emploi ; autrement dit, on ((sur-dimensionnes)) les composants.

• Les contraintes d'environnements dépendant des conditions de température, d'humidité, de choc et de vibrations, de pression, de corrosion, d'empoussièrement et d'agressivité en général du milieu dans lequel fonctionne le circuit. L'ensemble des contraintes d'environnement affecte les composants et provoque une dérive de ses caractéristiques conduisant à la panne finale. Considérons, par exemple, un composant soumis continuellement à des cycles chaud-froid, le matériau dont il constitué risque fort de se craqueler, et un choc un peu violent peut provoquer une coupure franche (circuit ouvert).
• Les effets des contraintes d'environnement peuvent en général être atténués en soignant la conception de l'ensemble électronique concerné. Cela est d'autant plus recommandé si l'ensemble en question doit être le maillon d'une chaîne de contrôle de processus industriel et fonctionner dans une ambiance où les vibrations et les échauffements sont importants.

Les transitions de grande amplitude ou pointes de tension engendrée par les charges inductives, lorsqu'elles sont commutées, peuvent aussi provoquer des avaries, telles que le claquage des jonctions de transistors.