在可靠性工程领域中，电路结构是指电路元器件的构成和电路的复杂程度和电路元器件的运用状态，电路结构可靠性关心的是如何减少电路复杂性，如何减少故障影响，并关心电路中使用了哪些类型、品种、规格和多少数量电子元器件，这些元器件承受了多大的电流、电压或功率，处于直流、交流还是脉冲工作状态，受到多大的热应力等等。
电路结构可靠性设计的目的是在满足电路性能要求的前提下，用降低以元器件损坏性失效为特征的电路失效的方法来提高设备可靠性。电路结构可靠性设计的内容涉及元器件选型、元器件的应力降额、电路简化、故障软化、抗暂态效应和安全设计等。
一、来源
通常用某个产品的复杂性指数来衡量该产品的复杂性，产品的复杂性指数越高，该产品的失效率越大。简化电路以提高可靠性的依据理论来源于基本可靠性的概念。基本可靠性反映构成系统的所有单元发生的故障，构成产品的所有单元都应包括在模型内，所以基本可靠性模型是串联模型。因此基本可靠性模型中包含单元的数量越多，基本可靠性越低，因此简化设计的理念就由此而生。
二、方法
简化设计就是在保证产品性能要求的前提下，尽可能使产 品设计简单化。简化设计可以有效的提高产品的固有可靠性和基本可靠性。 可以从如下几个方面着手简化。
1、电路集成化
电路集成化是简化电路的主要途径，这不仅能减少元器件的数量，减少连线和焊接点，显著降低电路的失效率，而且还能大幅度地减轻质量、减小体积和降低功率。根据需要，有下列几种形式：
1）用线性集成电路取代分立器件电路
除了末级用较大的功率电路外，现在的一些线性集成电路可以取代不少分立器件电路。
2）用中、大规模数字集成电路取代小规模集成电路
用中、大规模数字电路取代小规模集成电路，可以减少外部连线和焊点，且电路失效率不随电路复杂性而线性增大。
2、数字逻辑电路的简化
数字逻辑电路除了采用中、大规模取代小规模电路外，还可以通过布尔代数进行逻辑变换，在输出特性不变的情况下找到最为简化的逻辑组合方式，这是一种大幅度降低电路复杂性的有效方法。该方法学过数字电路的同学都应该有印象，其最常用的理论公就是德·摩根定律。
例如有数字逻辑电路见图1所示， 使用布尔代数简化图，将其简化成功能相同的数字逻辑电路如图2所示 ，则大大提高了其可靠度。
3、模拟电路的简化
模拟电路简化的方法主要如下：
1）采用典型电路中比较成熟和简单的电路。
2）把执行任务和结构都相同的各个可能归并的电路变成公用电路。
三、误区
如果过于简单的理解电路简化设计，认为尽量减少元器件就是正确的，有时反而会误入歧途，例如：
1、在设计晶体管放大电路时，往往从电源Vcc或集电极上连一个电阻到基极，以获得必要的偏置电流。但是，如果多用一个电阻从基极连通到地，构成一个分压器式的电路，则不仅会增加偏置电流的稳定性，同时电阻随温度的改变及老化的影响也可以减少；因而多一个电阻反而会使电路性能提高，同时也会使偏置电阻值变化的影响减少，从而提高了可靠性。
2、在设计晶体管功率放大器时，为了提高功率管的可靠性，需要降额50%使用。因此原来可以用一个晶体管，现在要用2个晶体管。这也是多用元件反而会使可靠性提高的例子。
3、对一些关键部件，往往要加上必要的备份或冗余电路，来提高系统的可靠性。
4、在设计中往往为了提高电路的可测试性和可维修性，也需要增加一些必要的电路或元件。
四、原则
1、在保证原设计功能指标的情况，尽可能简化电路设计，即以最简单的电路和最少量的元器件来达到技术指标的要求。
2、在设计中还应该注意到加入提高电路稳定性、可靠性、可测试性和可维修性的措施，不应为了简化而省略。
3、不能为了一点点性能的改进而增加大量元器件，因此方案上必须经过严格的论证，性能指标不宜过高，并应以可靠性为一重要指标。
4、减少元器件数量的同时，亦应压缩其品种和规格，以便易于控制质量、减少备件数量和便于维修。因此品种数与元件总数的比值要尽量降低。
5、在逻辑电路的设计时，过去在简化工作习惯于减少门的数目或减少输入端的数目。而从可靠性的观点看来，在集成度增高时，器件的失效率随集成电路复杂性的增加不多。因此应尽可能用高可靠及集成度高的电路，而不用分立元件或小规模集成电路，其着眼点应是降低器件的数目。
6、由于模拟集成电路的失效率比数字电路高，且又有特性随温度飘移等问题，因为在能用数字电路代替的情况下，尽可能用数字集成电路。
7、选用元器件失效引起电路灾害性的后果较少的电路，把灾害性故障变成降低电路性能。
五、结束语
简化设计是提高可靠性的重要措施之一，该方法对于提高可靠性的主要贡献在于：
1、元件数量减少，发生故障机会也减少；
2、容易实现标准化、通用化，提高产品的继承性、互换性，也提高了维修性；
3、改善了工艺性，减少了降低可靠性的因素；
4、简化了使用操作方法，减少人为差错，提高了使用可靠性。
文章转载自： 可靠性杂坛（kekaoxingzatan）