兩個MOS管串聯接法的應用

本文是關于兩個MOS 管串聯組成反向電流阻斷電路的介紹。

兩個MOS管背靠背串聯，組成雙向開關。

Figure 1 示例為Back-to-Back Connected PMOS 組成的Bidirectional Power Switch.

Figure 1: Back-to-Back Connected PMOS

應用場景： 鋰電池充放電電路。

A. 通過USB 給Battery 充電，當控制Q3 導通， USB 電源通過Q1 體二極管與Q3 形成通路，VGS(Q1)=VGS(Q2) < 0, 于是Q1 和 Q2 導通， 實現Battery 充電。

B. Battery 給USB 外接的負載供電，當控制Q3 導通， Battery電源通過Q2 體二極管與Q3 形成通路，VGS(Q1)=VGS(Q2) < 0, 于是Q1 和 Q2 導通， 實現給USB 接口電路供電。

C. 當控制Q3 關斷時， USB 無法給Battery 充電， Battery 也無法給USB 負載供電，這種架構可以實現電流防倒灌功能/反向電流阻斷。

D. MOS 管基極的電容C 充使得導通變緩，可以起到限制雙向的浪涌電流。

E. 兩個NMOS 組成的反向電流阻斷電路，參考Figure 2, Figure 3，其中Figure 2 的接法更為常見。

Figure 2: Back-to-Back Connected NMOS in Common Drain

Figure 3: Back-to-Back Connected NMOS in Common Source

為什么要用兩個MOS 背靠背串聯呢? 可以用單獨一個ＭOS來實現嗎？

Ａ．使用1個MOS管，當控制MOS 關斷時，由于MOS 體二極管的作用，Battery 還可以通過體二極管放電，起不到關斷作用，參考Figure 4.

Figure 4: One MOS Design

B. 使用2個MOS管，當控制兩個MOS 都關斷時，由于MOS 體二極管反向串聯，可以起到阻斷Battery 放電作用, 參考Figure 5.

Figure 5: Two MOS in Series Design