Coupling simulation and accelerated degradation model for reliability estimation: Application to a voltage regulator - Université d'Angers Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Microelectronics Reliability Année : 2022

Coupling simulation and accelerated degradation model for reliability estimation: Application to a voltage regulator

Résumé

This paper demonstrates the use of numerical simulation data, depending on the behavior of a low voltage dropout regulator, for reliability performance estimation based on the accelerated degradation test data. The regulator was designed using Cadence Virtuoso software in 180 nm AMS CMOS technology, and simulated to evaluate its output voltage variations to both temperature and input voltage. The output voltage degradation data were generated according to environmental parameters (input voltage and temperature) constraints, which makes it possible to define failure thresholds under accelerated conditions, making use of the numerical simulation model along with the proposed degradation model. Degradation path model has been adopted to determine the pseudo failure time under the specified failure criterion (5 %). Acceleration law model has then been derived to estimate the reliability model parameters by performing maximum likelihood estimation method not only to analyse but also to predict lifetime data distribution of the regulator under different voltage and temperature stress conditions.
Cet article démontre l'utilisation de données de simulation numérique, en fonction du comportement d'un régulateur à faible chute de tension, pour l'estimation des performances de fiabilité basée sur les données d’essais de dégradation accélérée. Le régulateur a été conçu à l'aide du logiciel Cadence Virtuoso en technologie CMOS AMS 180 nm, et simulé pour évaluer les variations de sa tension de sortie en fonction de la température et de la tension d'entrée. Les données de dégradation de la tension de sortie ont été générées en fonction de contraintes liées aux paramètres environnementaux (tension d'entrée et température), ce qui permet de définir des seuils de défaillance dans des conditions accélérées, en utilisant le modèle de simulation numérique ainsi que le modèle de dégradation proposé. Le modèle de trajectoire de dégradation a été adopté pour déterminer le temps de pseudo-défaillance sous le critère de défaillance spécifié (5 %). Un modèle de loi d'accélération a ensuite été utilisé pour estimer les paramètres du modèle de fiabilité en appliquant la méthode d'estimation du maximum de vraisemblance pour analyser et aussi pour prédire la distribution des données de durée de vie du régulateur dans différentes conditions de tension et de température.
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ESREf2022 Microelectronics_Jaber (1).pdf (1.53 Mo) Télécharger le fichier
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hal-03794416 , version 1 (03-10-2022)

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Jaber Al Rashid, Laurent Saintis, Mohsen Koohestani, Mihaela Barreau. Coupling simulation and accelerated degradation model for reliability estimation: Application to a voltage regulator. Microelectronics Reliability, 2022, Microelectronics Reliability, 138, pp.114682. ⟨10.1016/j.microrel.2022.114682⟩. ⟨hal-03794416⟩
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