一個(gè)高溫引發(fā)的悲劇，你永遠想象不到用戶(hù)把你的產(chǎn)品用在哪里？

曾經(jīng)的我呢還一個(gè)單純的小攻城獅，當自己設計完的電路板通過(guò)了功能測試、性能測試、環(huán)境實(shí)驗后，我就可以開(kāi)開(kāi)心心的玩耍了，但是永遠也想想不到用戶(hù)會(huì )把你的產(chǎn)品用在什么地方（客戶(hù)你們考慮過(guò)產(chǎn)品的感受嗎）。

具體是這樣的一個(gè)很簡(jiǎn)單的串口RS485電路，具體電路如下圖所示，用了這個(gè)電路后就不要單獨信號去管理485芯片的收發(fā)分時(shí)了（是不是很方便，我也這么想的）。

問(wèn)題就是出現這這個(gè)電路上，我們做環(huán)境實(shí)驗的時(shí)候是在55度做的一點(diǎn)點(diǎn)問(wèn)題都木有，該收收該發(fā)發(fā)，但是一到了用戶(hù)那里工作一小會(huì )就掛了，啥也木的了，經(jīng)過(guò)本人的現場(chǎng)排查（踩點(diǎn)），你知道用戶(hù)放在哪里嗎？他放在一個(gè)發(fā)熱量巨大的發(fā)動(dòng)機旁邊（我TM，算了客戶(hù)是上帝）本人親自實(shí)際測了一下周?chē)h(huán)境溫度都48度以上，而且為了防塵，我的板卡和一個(gè)發(fā)熱巨大的主控放在一個(gè)盒子里面，而且還沒(méi)有風(fēng)扇，這就導致盒子里面的溫度到了70多度（你們是要搞燒烤嗎），那個(gè)安裝環(huán)境啊沒(méi)法說(shuō)還不方便測量，我也很絕望啊，然后我靈機一動(dòng)就對身后的嵌入式軟件小哥說(shuō)，是不是你軟件配置有問(wèn)題，人家ARM高溫了會(huì )降頻，你是不是沒(méi)有配置好（關(guān)注公眾號：硬件筆記本），導致收發(fā)有問(wèn)題的（因為暫時(shí)我也不知道問(wèn)題所在?。?，然后小哥委屈說(shuō)“沒(méi)有啥特殊的啊，我都快把手冊翻爛了也沒(méi)有看到啊”，我呢首先表達對其深深的同情然后說(shuō)“哥回去幫你好好想哪里出問(wèn)題了”。

回到公司后，我就用熱風(fēng)槍使勁對著(zhù)ARM吹，結果毛事沒(méi)有，好家伙，鍋是甩不掉了，剩下的電路一步一步的吹把，當吹到三極管時(shí)（圖中Q4）果然，沒(méi)得數據了，看來(lái)是三極管的事情，可是禍不單行啊，不吹后當溫度降下來(lái)了也沒(méi)得數據了，難道吹壞了？仔細一瞅，嘿把電阻給吹掉了（F***，在硬件的道路上一帆風(fēng)順是不存在滴），焊上電阻后調小風(fēng)量，加大熱度繼續吹，還是出事了，那就目標鎖定，測波形吧。

分別測量上圖中所標識的1、2、3點(diǎn)，其中電路設計中用的限流電阻為1K，三級管為9013。首先測量在常溫下三個(gè)測試點(diǎn)得波形吧，第一點(diǎn)波形為隔離芯片ADuM1201輸出引腳，其波形如下圖所示，輸出電壓幅值為5V（忽略掉背景那個(gè)人影）。

第二點(diǎn)波形為9013三級管基極控制電壓，其波形如下圖所示，輸出電壓峰值約為700mV，波動(dòng)范圍約為200mV，即當電平為0.7V時(shí)三極管導通，當電平為0.5V時(shí)三級管關(guān)斷。

第三點(diǎn)波形為9013三級管集電極電壓，其波形如下圖所示，輸出電壓幅值約為5V。

然后本人吹風(fēng)小能手上線(xiàn)，對著(zhù)就是一頓猛吹，另一個(gè)手還要測波形，幸好沒(méi)有燙出泡（不然就算工傷）從新測量了上述三個(gè)測量點(diǎn)，第一點(diǎn)的波形如下圖所示，波形和加熱前波形基本一致，所以即加熱并不會(huì )改變ADuM1201隔離芯片的輸出電壓特性。

那么繼續測量第二點(diǎn)吧，當繼續加熱到溫度約為55度時(shí)第二點(diǎn)波形如下圖所示，其電壓的波動(dòng)范圍變小約為100mV即高電平減小到0.6V，但是低電平還是約為0.5V，隨著(zhù)溫度的繼續升高，當溫度到65度時(shí)第二點(diǎn)電壓基本保持在0.5V，且三極管保持導通狀態(tài)，因此RS485無(wú)法實(shí)現數據的發(fā)送。

好了，第三點(diǎn)上線(xiàn)，當加熱到溫度約為55度時(shí)第三點(diǎn)波形如下圖所示，隨著(zhù)溫度的升高第三點(diǎn)出電壓保持為低電平，RS485電路為接受狀態(tài)。

我K這不是坑我嗎，讓我來(lái)瞅瞅這三極管的特性吧（誰(shuí)讓我上學(xué)的時(shí)候沒(méi)有好好學(xué)習呢），三極管的物理結構為兩個(gè)PN結，其Ube電壓特性如下圖所示，其開(kāi)啟電壓約為0.7V，而且基極與發(fā)射電壓特性與二極管特性相同。右下圖可以知道隨著(zhù)溫度的升高，Ube的特性曲線(xiàn)整體右移，因此三極管的導通壓降降低，使得控制MAX485芯片的RE引腳一直處于低電平，所以無(wú)法發(fā)送數據。

既然知道溫度對三極管的影響了，那我改唄，由上面的分析可以知道，最終三極管基極鉗位到0.5V是因為5V上拉10K電阻與1K限流電阻分壓后將三極管基極鉗位到0.5V。將限流電阻R65改為0R后波形如下圖所示，可以看出電壓波形在0V到0.7V之間波動(dòng)。

改為0R限流電阻后，繼續加熱RS485電路，波形如下圖所示，可以看出波形無(wú)明顯變化，且串口可以正常發(fā)送數據。但由于三極管的基極將ADuM1201發(fā)送引腳強制拉倒0.7V，增大了ADuM1201的輸出電流，長(cháng)期運行時(shí)會(huì )對器件壽命有嚴重影響，不改徹底了不是我的性格（主要是怕日后在找我麻煩）。

為了徹底解決這個(gè)問(wèn)題（一勞永逸）經(jīng)過(guò)我苦思冥想（假的），根據三極管的溫度特性，導致了在高溫運行下基極門(mén)限電壓降低，若只是將ADuM1201輸出限流電阻減小會(huì )造成器件壽命減少影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此現將三極管9013改為MOS管GMS2302，由于MOS管為壓控型器件其本身不會(huì )消耗太多功耗。

MOS管GMS2302常溫下柵極電壓波形如下圖所示，可以看出波形范圍為0V到5V。

MOS管GMS2302溫度約為80℃柵極電壓波形如下圖所示，其電壓波形無(wú)變化且串口可以正常發(fā)送數據。

所以呢，在設計中我要有刨根問(wèn)底（躲坑）的精神，把問(wèn)題徹底解決了，這個(gè)案例是我親生經(jīng)歷的一個(gè)案件，雖然不大但是很夠借鑒意義------得出的結論就就是：可以指導我們在以后硬件設計過(guò)程中若作為開(kāi)關(guān)使用最好選擇MOS管，且合理選擇限流電阻。

好了到此結束。