液氮是指液態(tài)的氮?dú)?。液氮是惰性，無(wú)色，無(wú)臭，無(wú)腐蝕性，不可燃，溫度極低的液體，汽化時(shí)大量吸熱接觸造成凍傷。氮?dú)鈽?gòu)成了大氣的大部分（體積比78.03%，重量比75.5%）。

在常壓下，氮的沸點(diǎn)為-196.56℃，1立方米的液氮可以膨脹至696立方米的純氣態(tài)氮（21℃）。如果加壓，可以在更高的溫度下得到液氮。

在工業(yè)中，液態(tài)氮是由空氣分餾而得。先將空氣凈化后，在加壓、冷卻的環(huán)境下液化，借由空氣中各組分之沸點(diǎn)不同加以分離。人體皮膚直接接觸液氮瞬間是沒(méi)有問(wèn)題的，超過(guò)2秒才會(huì)凍傷且不可逆轉(zhuǎn)。

在一些小公司沒(méi)有溫箱的資源，一些大公司溫箱要排隊(duì)，而且成本核算都很貴。在一些低溫場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)問(wèn)題，可以用液氮。

例如這個(gè)案例：

案例1、走進(jìn)科學(xué)——天氣不好就會(huì)異常的三極管

案例中，為了恢復(fù)溫箱低溫場(chǎng)景比較困難，所以在實(shí)驗(yàn)室中用液氮噴射電路局部關(guān)鍵器件，實(shí)現(xiàn)低溫問(wèn)題的復(fù)現(xiàn)。

懷疑三極管自身特性造成

其他單板類(lèi)似電路在Q15處用MOS管(相同封裝)代替，因此，懷疑是否是三極管自身的特性引起，于是用相同封裝的MOS進(jìn)行代替，并進(jìn)行液氮降溫測(cè)試。

圖9 將Q15更換為同封裝的MOS管

故障仍然存在，VEN_5V_3V3在低溫下，從5V開(kāi)始跌落，最低跌落到2V以下，且保持時(shí)間超過(guò)15分鐘以上。排除三極管自身特性造成。

圖10 VEN_5V_3V3 在低溫下下降到1.44V

確認(rèn)是SOT23封裝的三極管和MOS管在低溫下阻抗減小導(dǎo)致

測(cè)試故障單板上MOS管Q15的DS阻值，發(fā)現(xiàn)只有7K；而單板正常時(shí)測(cè)試到的DS阻值為41K，因此懷疑是低溫導(dǎo)致SOT23封裝的MOS管DS阻值、三極管CE的阻抗變小，和上拉的10K電阻產(chǎn)生分壓，導(dǎo)致輸出VEN_5V_3V3降低。

為驗(yàn)證在低溫下SOT23封裝的MOS管DS阻抗、三極管CE阻抗會(huì)變小，取多個(gè)三極管、MOS管器件（SOT23封裝，未焊在板上），用液氮進(jìn)行降溫，測(cè)試三極管CE、MOS管DS的阻抗。

降溫前，測(cè)試到的阻抗為無(wú)窮大（100M歐以上）；降溫后，測(cè)試到的阻抗會(huì)降低，測(cè)試到的最小阻抗只有10K。

因此，可以確認(rèn)是SOT23封裝的三極管和MOS管在低溫下阻抗減小，和上拉的10K電阻產(chǎn)生分壓，導(dǎo)致輸出VEN_5V_3V3降低。

廠家已承認(rèn)有這種問(wèn)題，在低溫、高濕度的環(huán)境下，SOT23封裝的三極管和MOS管的阻抗會(huì)減小。

案例2、溫度變化導(dǎo)致DDR時(shí)序變化。

DDR的Margin時(shí)序的測(cè)試方法是移動(dòng)采樣時(shí)鐘直到出錯(cuò)。最后得出采樣時(shí)鐘移動(dòng)的步長(zhǎng)為多少。

margin時(shí)序原理

但是我們很多電路都是沒(méi)有充分的做Margin測(cè)試，導(dǎo)致概率性的高低溫問(wèn)題出現(xiàn)的時(shí)候，無(wú)從下手。

理想情況下，地址/命令，控制信號(hào)的波形邊沿應(yīng)該和時(shí)鐘信號(hào)的下降沿對(duì)齊，這樣才能保證時(shí)鐘信號(hào)的上升沿在地址/命令信號(hào)的中間位置，只有這樣，信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩藶榻r(shí)間和保持時(shí)間留足裕量。

下圖的灰色窗口就是不確定區(qū)域，也是我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮的，一般我們可以通過(guò)查看芯片的Datesheet來(lái)查閱Prelaunch的最小值與最大值，這個(gè)是芯片本身的參數(shù)，與布線無(wú)關(guān)。

綠色的是時(shí)鐘信號(hào)波形，紫色的是地址信號(hào)?？梢钥吹?，地址/命令，控制信號(hào)并不像時(shí)鐘信號(hào)那樣是周期性的，但它的位寬是時(shí)鐘周期的整數(shù)倍，信號(hào)邊沿都是要和時(shí)鐘信號(hào)的下降沿對(duì)齊的，如果不能對(duì)齊，至少在時(shí)鐘信號(hào)下降沿附近。同樣的，數(shù)據(jù)信號(hào)是參考DQS的，DQS又是參考時(shí)鐘信號(hào)的。

理想情況下，DQS的波形邊沿與時(shí)鐘信號(hào)的邊沿是應(yīng)該對(duì)齊的。對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)說(shuō)，由于是DDR，雙倍數(shù)據(jù)速率，時(shí)鐘波形的上升沿和下降沿都能觸發(fā)數(shù)據(jù)，為保證這一點(diǎn)，必須保證DQS信號(hào)波形邊沿在DQ波形的中間位置。芯片工作時(shí)，這些相對(duì)位置都會(huì)出現(xiàn)一定的偏移，這些偏移量是芯片本身的屬性，相關(guān)延時(shí)參數(shù)在芯片手冊(cè)上可以查找。理論聯(lián)系實(shí)際，我們還是來(lái)看看芯片在實(shí)際工作的時(shí)候，這幾組信號(hào)之間的相對(duì)位置是不是我們上面說(shuō)的那樣。

上圖中紅色波形是DQS信號(hào)，黃色是數(shù)據(jù)信號(hào)，可見(jiàn)，數(shù)據(jù)信號(hào)在翻轉(zhuǎn)的時(shí)候，邊沿基本上都在DQS脈沖的中間位置，這也保證了接收端在讀取信號(hào)的時(shí)候有充足的建立時(shí)間與保持時(shí)間。

我們?cè)跍y(cè)試時(shí)序，一般是在常溫下。但是高低溫變化的時(shí)候的，這個(gè)時(shí)序關(guān)系會(huì)變化，有些處理器的內(nèi)存控制器會(huì)有高低溫的時(shí)序補(bǔ)償控制。但是有些處理器沒(méi)有這個(gè)功能。我們甚至碰過(guò)，有這個(gè)功能，結(jié)果芯片廠家給的補(bǔ)償方法是錯(cuò)誤的，不合理的。

我們當(dāng)時(shí)的調(diào)試人員，通過(guò)加溫、液氮的方式，摸索出高低溫時(shí)序變化的規(guī)律，然后修正了參數(shù)。再進(jìn)入溫箱做實(shí)驗(yàn)，有效提高效率，解決內(nèi)存的時(shí)序問(wèn)題。

案例3 冷凍治療法

我腦門(mén)上長(zhǎng)了一個(gè)“痘痘”，我自己用各種方法都沒(méi)有去除掉，涂藥膏、香煙燙、撕掉。。。長(zhǎng)時(shí)間不好，我就去杭州第三醫(yī)院去就診。

皮膚科醫(yī)生因?yàn)闁|西長(zhǎng)在臉上又把我轉(zhuǎn)到整容科，說(shuō)用冷凍方式去掉。我去了之后，發(fā)現(xiàn)就是用液氮給我噴了幾下。

雖然治療有效果，但是沒(méi)有根除。我于是對(duì)著鏡子，用實(shí)驗(yàn)室噴芯片的液氮，自己噴了幾下。好像跟醫(yī)院一樣的效果。

后來(lái)還是沒(méi)有好，我又去了一趟醫(yī)院。我跟醫(yī)生說(shuō)，我自己用液氮噴了一下，醫(yī)生說(shuō)你對(duì)自己真狠，能下得了手。在醫(yī)生給我治療的過(guò)程中，我自己默默記下了醫(yī)生的手法，時(shí)間、次數(shù)等。后來(lái)我自己又噴了一次，我自己治療好了。

建議大家如果有需要，可以去醫(yī)院治療，不要模仿我操作，因?yàn)檎`操作會(huì)損傷皮膚。即使要自己治療，也請(qǐng)使用醫(yī)用液氮，不要用工業(yè)用途的液氮，把自己當(dāng)成芯片給治療了。

審核編輯：劉清