原标题：反向MOSFET帮助555振荡器忽略电源和温度变化

　　自从半个多世纪前由 Signetics 的 Hanz Camenzind 发明以来，熟悉的 555 模拟定时器(与其更新的引脚兼容的 CMOS 后代保持一致)已成为一个标志性的设计元素，并集成到有用的标准化功能块中，几乎数不胜数。该列表包括非稳态、双稳态、单稳态、电压转换器、方波、三角波、锯齿、V-to-F，甚至 PWM 放大器。

　　图 1说明了这些经典之一： 恒频振荡器，其占空比通过单电位器 P1 从 0% 到 100% 连续变化。

　　图 1二极管 D1 在这个 555定时器电路中引起温度依赖性。

　　它之所以起作用，是因为 555 的漏极开路 DISCHARGE 引脚在输出周期的 T 半期间通过 R1(电位器 P1 的上半部分)斜降 C1，并且二极管 D1 引导 C1 从 555 OUTPUT 引脚斜升电流通过 R2 (锅 P1 的下半部分)在 T+ 正输出半周期内，导致……

　　T – = R1C1 ln((2/3V + )/(1/3V + )) = R1C1 ln(2)

　　T + = R2C1 ln((2/3V + – V d )/(1/3V + ))

　　Fosc = 1/(R1C1 ln(2) + R2C1 ln((2/3V + – V d )/(1/3V + )))

　　不幸的是，后两个方程不同于通常优雅的 555 V+ 和与温度无关的时序数学，因为二极管正向电压降的影响，对于 1N4148 等典型的硅平面结二极管，Vd = ~700mV – 2mV/ o C。因此，时间间隔会随着温度和 V+ 电源的变化而变化。变化幅度与标称 V+… 成反比。

　　…对于一些非关键应用程序可能是可以接受的，但在精度很重要时可能不会。

　　图 2显示了一个修复：反向极性 p 沟道 MOSFET Q1 引导 C1 充电电流而没有任何明显的压降，从而实现新的温度和 V+ 独立时序设计方程……

　　T + = R2C1 ln((2/3V + )/(1/3V + )) = R2C1 ln(2)

　　T – = R1C1 ln((2/3V + )/(1/3V + )) = R1C1 ln( 2)

　　Fosc = 1/(ln(2)/((R1 + R2)C1)) = 1.44 / (P1C1)

　　图 2反向极性 MOSFET Q1 恢复定时器精度。

　　现在，在不影响 555 固有精度的情况下实现了可变占空比/恒定频率功能。

　　Q1 与其漏极引脚“反相”连接的原因，而不是连接到正电压源的源极引脚(与 p 沟道 FET 的通常做法相反)是为了避免在 555 输出引脚驱动时正向偏置 FET 体二极管漏极引脚为低电平，而 C1 将 R2 连接引脚保持为高电平。另一个好处是，因为当输出变高时体二极管正向偏置，我们保证 FET 源极引脚相对于栅极引脚将被驱动为正，并且 FET 将在 T+ 间隔期间进入固态饱和状态。

　　有趣的是，图 1 电路的一个版本在 Horowitz 和 Hill 第三版“电子艺术”的第 429 页上进行了描述。由于前者的 Vd 较低， “艺术… ”显示了肖特基二极管而不是 D1 的结型。这是一个好主意，因为 V+ 误差项得到了显着改善，但由于肖特基的温度系数 (-2mV/ o C) 与结型二极管相似，因此与温度相关的误差基本保持不变：