Добрый день.

Где можно почитать на тему зависимости производительности полупроводниковых (ТТЛ, КМОП) схем (ПЛИС, процессоры, логика, память) от температуры.
Быстродействие, потребление (ток).

у хороших схем зависимость производительности от температуры нулевая. И это не удивительно - частота тактирования выбирается именно таким образом.
Потребление (ток) - он в явном виде зависит от загруженности процессора, чем от температуры. Опять же у идеального чипа зависимость эта нулевая, но в реальных зависит от температурной зависимости емкостей затворов.
Почитать можно в даташитах, если вам это как юзеру нужно, или в учебниках радиотехники, если вы студент или ботаник.

То что схема должна работать (без сбоев) в установленном диапазоне температур это понятно.
Потребление полупроводников сильно зависит от температуры см. ссылки:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%...%BD%D0%B8%D0%BA
http://fn.bmstu.ru/data-physics/library/ph...thtml/ch4_4.htm
В даташитах как правило указывается диапазон рабочих температур (индастриал, мимлитари, коммерциал) и
"вилка" по быстродействию.

Конкретно интересует сталкивался ли кто с конкретным исследованием логики (ТТЛ/КМОП) в зависимости от температуры?

вы имхо путаете полупроводник как материал с чипом, ваши ссылки касаются только электропороводности пп как материалов, при чем тут потребление чипов? В кмоп схемах в статике потребление равно практически нулю, в динамике определяется температурной зависимостью емкости затворов и имеет 2-3 порядок малости по сравнению с зависимостью от частоты работы чипа. Сюда кстати накладывается отрицательная обратная связь по температуре в кмоп структурах. В ТТЛ ситуация обратная - с ростом температуры токи (при прочих равных условиях) растут, но опять же это на порядок- два меньший эффект - токи изменяются не пропорционально изменению напряжения насыщения, а пропорционально (Vcc-Vsat), т.е. опять же порядок пропадает. Я бы посоветовал с достаточной точностью этим эффектов в кмоп пренебреть (ясен пень не при 300 цельсия), в ттл эффект можно померять, но не более.
замечу также, что чип- это не голый пп, в нем (часто или по крайней мере нередко) прибегают к специальным мерам для независимости параметров чипа от температуры.

С этим "сталкивались" разработчики той или иной серии.
Или Вы хотите "столкнуть два автомобиля" и по брызгам от них разбираться какой модели они были?

Наверное нужно детальнее объяснить проблему производительности/быстродействия.
Столкнулся с этим когда во время испытаний ПЛИС на отрицательные температуры, начала "сбоить"
(неверно стал срабатывать автомат, точно в чём проблема определить затруднительно ибо в камере минус,
при повышении температуры всё нормализовывалось).
Предположительно была "гонка" в ПЛИС, сомнительное место поправил "перепрошил" и всё стало на свои места, но явление заинтересовало, вот и собственно вопрос.

З.Ы.
Моделировалось всё нормально.
З.З.Ы.
Конденсаторы и т.п. "обвязка" и сама ПЛИС минус держит, источник питания внешний, то дело именно в ПЛИС.

Производительность ПЛИС при низких температурах сначала растет, а потом начинает резко падать, при достижении некой критической температуры. На этой температуре полупроводник начинает превращаться в диэлектрик. Копать надо в сторону твердотельной теории. Дебай, Шотки, Мур и их друзья)))

А почему же, когда экстремально разгоняют процессоры, охлаждают их в жидким азотом? Не просто отбирают тепло мощными кулерами, а именно охлаждают.

ну собственный полупроводник может и превращается ( при kT<<Egap), а легированный при азоте шуршит нормально. И это не странно - потому что у легированных полупроводников не неосновными носителями, заброшенными в зону проводимости из валентной, а основными проводимость определяется, по примесной зоне. И шумит меньше. КМОП спиновый детектор специально держал в азоте, чтобы не шумел.