首先用 PMOS 管畫了一個(gè)。
輸入電源是 5V,當(dāng) 5V 正常接時(shí),5V 從 U1 的 D 極經(jīng)過體二極管到達(dá) S 極,因?yàn)橛幸粋€(gè)壓降,S 極電壓約 4.3V,Ugs=-4.3V,所以 MOS 管導(dǎo)通。MOS 管導(dǎo)通之后,D 和 S 之間的導(dǎo)通壓降很小,體二極管也就截止了,所以輸出 VOUT_5V=5V。
當(dāng) 5V 電源接反時(shí),此時(shí) G 極電壓為 5V,Ugs>0,所以 PMOS 管不會(huì)導(dǎo)通,也就保護(hù)了后端電路。


PMOS 管防電源反接電路
使用上述電路,需要注意如下幾點(diǎn):
1. 這個(gè)電路適用于低壓的場(chǎng)合,MOS 管的導(dǎo)通內(nèi)阻很小(小的一般是 mΩ級(jí)別),所以輸出電壓幾乎輸入電壓。
2. MOS 管選擇合適的導(dǎo)通電壓,如果輸入電壓很低,MOS 管可能無法導(dǎo)通,而是直接走體二極管,導(dǎo)致輸出電壓更低。
3. 5V 輸入電源可以加 MLCC 濾波,切記不能加有極性的器件,防止反接時(shí)損壞。
有人會(huì)問了,為什么上圖中的 D 和 S 方向和我們平時(shí)用的不一樣,下圖是我們經(jīng)常用的 PMOS 管開關(guān)電路。


PMOS 管電源開關(guān)電路
上述開關(guān)電路的原理是:
電源正接時(shí),Ugs<0,MOS 管導(dǎo)通,D 極電壓就等于 5V;
當(dāng) 5V 電源反接時(shí),S=0,G=5V,Ugs>0,MOS 管是關(guān)閉狀態(tài)的,看到這里,似乎是合理,也能防止反接。
但是 S=0 時(shí),PMOS 的體二極管會(huì)導(dǎo)通,會(huì)將 VOUT_5V 鉗位在 0.7V 左右,那又有人說了,為什么 MOS 管的體二極管會(huì)導(dǎo)通,S 和 D 都為 0 啊,那是因?yàn)樵趯?shí)際電路中,VOUT_5V 后端可能有很多負(fù)載,如果有串電流,體二極管可能就會(huì)導(dǎo)通,這就是為什么 S 和 D 需要調(diào)換。
再來用 NMOS 管畫一個(gè)。


NMOS 管防電源反接電路
當(dāng) 5V 電源正接時(shí),MOS 管的 G=5V,D=0V,MOS 管的體二極管會(huì)導(dǎo)通,將 S 電壓鉗在 0.7V 左右,需要注意,圖中的 R2 看做是一個(gè)負(fù)載,并不單單是一個(gè)電阻,Ugs>0,所以 MOS 管導(dǎo)通,MOS 管導(dǎo)通之后,因?yàn)閷?dǎo)通壓降很低,體二極管截止了,S 電壓等于 0V,負(fù)載正常工作。
當(dāng) 5V 電源反接時(shí),G=0,S=0,Ugs=0,MOS 管是截止?fàn)顟B(tài),并且體二極管也不通,電路中是沒有電流回路的,保護(hù)了后端負(fù)載。
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