MOS管為什麼可以防止電源反接?

weixin_34279579發表於2018-04-03

電源反接,會給電路造成損壞,不過,電源反接是不可避免的。所以,我們就需要給電路中加入保護電路,達到即使接反電源,也不會損壞的目的。
一般可以使用在電源的正極串入一個二極體解決,不過,由於二極體有壓降,會給電路造成不必要的損耗,尤其是電池供電場合,本來電池電壓就3.7V,你就用二極體降了0.6V,使得電池使用時間大減。
MOS管防反接,好處就是壓降小,小到幾乎可以忽略不計。現在的MOS管可以做到幾個毫歐的內阻,假設是6.5毫歐,通過的電流為1A(這個電流已經很大了),在他上面的壓降只有6.5毫伏。
由於MOS管越來越便宜,所以人們逐漸開始使用MOS管防電源反接了。
NMOS管防止電源反接電路:

1931244-2bcd3ccf33273c6c.jpg
image

正確連線時:剛上電,MOS管的寄生二極體導通,所以S的電位大概就是0.6V,而G極的電位,是VBAT,VBAT-0.6V大於UGS的閥值開啟電壓,MOS管的DS就會導通,由於內阻很小,所以就把寄生二極體短路了,壓降幾乎為0。
電源接反時:UGS=0,MOS管不會導通,和負載的迴路就是斷的,從而保證電路安全。
PMOS管防止電源反接電路:

1931244-ee908bb0496f4b85.jpg
image

正確連線時:剛上電,MOS管的寄生二極體導通,電源與負載形成迴路,所以S極電位就是VBAT-0.6V,而G極電位是0V,PMOS管導通,從D流向S的電流把二極體短路。
電源接反時:G極是高電平,PMOS管不導通。保護電路安全。
連線技巧

NMOS管DS串到負極,PMOS管DS串到正極,讓寄生二極體方向朝向正確連線的電流方向。

感覺DS流向是“反”的?
仔細的朋友會發現,防反接電路中,DS的電流流向,和我們平時使用的電流方向是反的。
為什麼要接成反的?
利用寄生二極體的導通作用,在剛上電時,使得UGS滿足閥值要求。
為什麼可以接成反的?
如果是三極體,NPN的電流方向只能是C到E,PNP的電流方向只能是E到C。不過,MOS管的D和S是可以互換的。這也是三極體和MOS管的區別之一。(關於這個問題,我們們另開一篇文章討論,這篇只討論MOS管的防反接作用)。

上面是示意圖,實際應用時,G極前面要加個電阻。

相關文章