PMOS防反接保護(hù)電路和MOS管防電源反接電路設(shè)計(jì)解析

NMOS防反接：

PMOS防反接

在實(shí)際應(yīng)用中，G極一般串聯(lián)一個(gè)電阻，防止MOS管被擊穿，也可以加上穩(wěn)壓二極管，并聯(lián)在分壓電阻上的電容，有一個(gè)軟啟動(dòng)的作用。在電流開(kāi)始流過(guò)的瞬間，電容充電，G極的電壓逐步建立起來(lái)。

對(duì)于PMOS，相比NOMS導(dǎo)通需要Vgs大于閾值電壓，由于其開(kāi)啟電壓可以為0，DS之間的壓差不大，比NMOS更具有優(yōu)勢(shì)。

保險(xiǎn)絲防護(hù)

當(dāng)電源接反時(shí)，電路中存在短路，產(chǎn)生大電流，進(jìn)而將保險(xiǎn)絲熔斷，起到保護(hù)電路的作用。

新補(bǔ)充

PMOS防反接保護(hù)電路：

總結(jié)防反接電路

MOS管防電源反接電路

PMOS用作電源開(kāi)關(guān)，將負(fù)載與電源連接或斷開(kāi)，在正確連接電源期間，MOSFET由于正確的VGS(柵極到源極電壓)而導(dǎo)通，但在反極性情況下，柵極到源極電壓太低而無(wú)法導(dǎo)通MOSFET并將負(fù)載與輸入電源斷開(kāi)。

二極管的接法采用這張圖片的接法

100R電阻是與齊納二極管相連的MOSFET柵極電阻，齊納二極管保護(hù)柵極免受過(guò)壓。

MOSFET選擇的主要參數(shù)

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DS漏源電阻(RDS)：使用極低的RDS(漏源電阻)以實(shí)現(xiàn)低散熱和極低的輸出壓降，更高的RDS將產(chǎn)生更高的熱耗散。

D漏極電流：通過(guò)MOSFET的最大電流，如果負(fù)載電流需要2A電流，選擇能夠承受該電流的MOSFET。在這種情況下，漏極電流為3A的MOSFET是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。選擇比實(shí)際需要大的參數(shù)。

DS漏源電壓：DS漏源電壓需要高于電路電壓。如果電路需要最大30V的電壓，則需要漏源電壓為50V的MOSFET才能安全運(yùn)行，始終選擇大于實(shí)際需要的參數(shù)。反接時(shí)，MOSFET會(huì)因Vgs不足而關(guān)斷，對(duì)負(fù)載電流和MOSFET都沒(méi)有影響。

以上參數(shù)在正常情況下都是需要的，需要謹(jǐn)慎選擇。

齊納二極管電壓的選擇：

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每個(gè)MOSFET都帶有一個(gè)Vgs（柵極到源極電壓）。如果柵極到源極電壓增加超過(guò)最大額定值，這可能會(huì)損壞MOSFET柵極。因此，選擇一個(gè)不會(huì)超過(guò)MOSFET柵極電壓的齊納二極管電壓。對(duì)于10V的Vgs，9.1V齊納二極管就足夠了。確保柵極電壓不應(yīng)超過(guò)最大額定電壓。

齊納二極管與肖特基二極管的區(qū)別：

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(1)肖特基二極管：正向?qū)▔航?.7V左右，整流電流可達(dá)幾A

(2)齊納二極管(穩(wěn)壓二極管)：其是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件。

(3)肖特基二極管當(dāng)反向電壓過(guò)大時(shí)會(huì)損壞，齊納二極管不會(huì)！

(4)應(yīng)用：穩(wěn)壓一般用來(lái)提供一個(gè)簡(jiǎn)易的參考電壓或者做定壓指示，肖特基大多用于開(kāi)關(guān)整流。

穩(wěn)壓二極管原理：

正向特性和普通二極管差不多，反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時(shí)，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當(dāng)反向電壓臨近反向電壓的臨界值時(shí)，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內(nèi)變化，而二極管兩端的電壓卻基本上穩(wěn)定在擊穿電壓附件，從而實(shí)現(xiàn)了二極管的穩(wěn)壓功能。

齊納二極管需要關(guān)注的參數(shù)：

(1)反向擊穿電壓；(2)功率，在齊納二極管工作時(shí)，會(huì)有電流流過(guò)它，因此會(huì)發(fā)熱！

齊納二極管的使用限制：

1.不適合大負(fù)載場(chǎng)景。只適合負(fù)載比較小的場(chǎng)景（幾十mA），當(dāng)應(yīng)用于大電流場(chǎng)景時(shí)發(fā)熱會(huì)很?chē)?yán)重！

2.缺乏反饋，輸出不穩(wěn)定，負(fù)載的跳變和輸入電源的跳變，都會(huì)引起輸出電壓的劇烈波動(dòng)。

R1不可少，當(dāng)R1缺少時(shí)，直接接入，會(huì)導(dǎo)致齊納二極管上的電流過(guò)大而燒毀。

當(dāng)沒(méi)有達(dá)到齊納二極管的反向擊穿電壓時(shí)，齊納二極管相當(dāng)于不存在，正向使用時(shí)就相當(dāng)于肖特基二極管。

MOS管使用總結(jié)

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MOS管作開(kāi)關(guān)：無(wú)論是N溝道還是P溝道，一定是寄生二極管的負(fù)極接輸入邊，正極接輸出端或GND，否則就無(wú)法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能了。

所以，N溝道D極接輸入，S極接輸出或GND

P溝道S極接輸入，D極接輸出

如果方向接反，會(huì)出現(xiàn)下面這種情況，起不到開(kāi)關(guān)作用：因?yàn)橥ㄟ^(guò)寄生二極管直接導(dǎo)通，S極電壓可以無(wú)條件到D極，MOS管就失去了開(kāi)關(guān)的作用。

隔離作用：也就是防反接，相當(dāng)于一個(gè)二極管。使用二極管，導(dǎo)通時(shí)會(huì)有壓降，會(huì)損失一些電壓。而使用MOS管做隔離，在正向?qū)〞r(shí)，在G極加合適的電壓，可以讓MOS管飽和導(dǎo)通，這樣通過(guò)電流時(shí)，幾乎不產(chǎn)生壓降。

作隔離作用時(shí)，不論N溝道還是P溝道，寄生二極管的方向就是電路導(dǎo)通的方向。使用PMOS做隔離電路最常見(jiàn)。

編輯：黃飛

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