如何“玩透”时序控制电路高低温波动
作者：互联网
我们在使用分立的NPN管搭建时序控制电路时，经常忽略了NPN管的温度特性，高温开启门限Vth值大，低温小的特性。单板经常使用到的时序控制电路如下图所示：
调整三极管的VBE和VCE，使得NPN管工作在饱和区和截止区，输出0（低电压）或者1（高电压）；
通过调整MOS管的VGS和VDS，使得MOS管工作在截止区和可变电阻区，输出0（低电压）或者1（高电压）；
以NPN管子为例，在第一级管子的基级级联RC电路，通过调整时间常数来改变NPN管子导通和关断时间。满足前后两级三次电源之间的时序约束。
使用NPN管设计时序控制电路，经常遇到如下两个问题：
- 低温NPN无法开启：这是由于输入VBE的电压值不过大；
- 高温上下电时序不满足规格书要求：这是由于输入Vth小，不同电源之间导通时间差异变小；
首先我们得了解PN结管开启门限随温度波动的原因：当温度升高时，PN结两边的热平衡少子浓度相应增加，从而导致PN结的反向饱和电流IS增大。实验结果表明：
温度没升高10°C，IS约增大一倍。加正偏时，e^(V/VT)随温度升高变小，而IS随温度升高而升高，且居主导位置。因此PN结的正向电流随温度升高而变大。这种温度效应实际上与VD(on)所以温度升高而变小时等价的。温度没升高1°C，VD(on)减小2.5Mv.
当温度进一步升高时，热平衡少子浓度进一步提高。在极端情况下，本征激发占据主导位置，杂质半导体变得和本征半导体相似，PN结就不存在。因此为了保证PN结正常工作，需要定义一个结温。通常硅最高工作温度在150~200°C，锗管在75~100°C.
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