高温环境对三极管性能的影响

具体是这样的一个很简单的串口RS485电路，如下图所示，用了这个电路后就不要单独信号去管理485芯片的收发分时了。

问题就是出现这这个电路上，做环境实验的时候是在55度做的，收发都没有问题。但是一到了用户那里工作一小会就挂了，经过现场排查，用户是将此电路放在一个发热量巨大的发动机旁边，实际测了一下周围环境温度都48度以上，并且为了防尘，用户将板卡和一个发热较大的主控放在一个盒子里面，盒子密封，没有散热通风处理，这就导致盒子里面的温度到了70多度。怀疑是温度高导致板卡通讯故障。

初始以为是ARM芯片高温环境下没有降频使用的原因，可是用热风枪使劲对着ARM吹，结果没有出现通讯故障。剩下的电路一步一步排查，当用热风枪吹到三极管时（图中Q4），通讯中断了，看来是三极管的事情。

分别测量上图中所标识的1、2、3点，其中电路设计中用的限流电阻为1K，三级管为9013。首先测量在常温下三个测试点的波形吧，第1点波形为隔离芯片ADuM1201输出引脚，其波形如下图所示，输出电压幅值为5V。

第2点波形为9013三级管基极控制电压，其波形如下图所示，输出电压峰值约为700mV，波动范围约为200mV，即当电平为0.7V时三极管导通，当电平为0.5V时三级管关断。

第3点波形为9013三级管集电极极电压，其波形如下图所示，输出电压幅值约为5V。

然后用热风枪吹着重新测量了上述三个测量点，第1点的波形如下图所示，波形和加热前波形基本一致，因此，加热并不会改变ADuM1201隔离芯片的输出电压特性。

继续测量第2点，当继续加热到温度约为55度时第2点波形如下图所示，其电压的波动范围变小约为100mV即高电平减小到0.6V，但是低电平还是约为0.5V，随着温度的继续升高当温度到65度时，第2点电压基本保持在0.5V，且三极管保持导通状态，因此RS485无法实现数据的发送。

第3点处，当加热到温度约为55度时第三点波形如下图所示，随着温度的升高第三点出电压保持为低电平，RS485电路为接受状态。

我们知道，三级管的物理结构为两个PN结，其Ube电压特性如下图所示，其开启电压约为0.7V，而且基极与发射电压特性与二极管特性相同。右下图可以知道随着温度的升高，Ube的特性曲线整体右移，因此三级管的导通压降降低，使得控制MAX485芯片的RE引脚一直处于低电平，所以无法发送数据。

我们平时设计电路的时候的时候也要多关注一下元器件的温度特性，有时候产品40℃能正常运行，放到60℃的环境下就不一定能行了，可能某些器件的特性就发生了变化，因此要求我们熟知器件的温度特性，做好产品的可靠性设计。

资料来源：csdn  作者：叫啥才能不重名呢  编辑整理：8号线攻城狮