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  • 反向電壓極性保護的PMOS電路設(shè)計詳解
    • 發(fā)布時間:2023-04-24 16:14:53
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    反向電壓極性保護的PMOS電路設(shè)計詳解
    MOSFET 反接保護電路
    反極性 保護電路 PMOS
    如果電路的電源接反,例如將正極線接到地,負(fù)極線接到電路的Vcc??赡軙l(fā)生兩件壞事,要么我們設(shè)計的電路連同其中所有昂貴的組件一起被燒毀,要么電源本身被毀壞。如果電路由電池供電,事情會變得更加危險。
    反轉(zhuǎn)電池的極性是電路中可能發(fā)生的最糟糕的事情,因為它不僅會損壞電路,還會導(dǎo)致冒煙和起火,從而成為潛在的威脅。
    但是可能會發(fā)生人為錯誤,因此設(shè)計人員有責(zé)任確保他的電路能夠安全地處理反極性條件。這就是為什么幾乎所有的電路在其輸入端都有一個額外的安全電路,稱為反極性保護電路。
    本文將討論一種MOSFET極性保護電路,它可以非常有效地保護電路免受反極性相關(guān)的損壞。該電路還可用作電池極性保護電路,因此即使由外部直流適配器或電池供電,也可使用相同的設(shè)計指南來保護您的電路。
    保護電路免受反極性影響
    有幾種選擇可以保護電路免受反極性影響。大多數(shù)時候,電池供電設(shè)備使用特殊類型的電池連接器,不允許電池連接器以相反的順序連接。這是一種機械上可能的電池反極性保護。
    另一種選擇是在電源軌中使用肖特基二極管,但這是保護電路免受反極性影響的最低效方法。
    使用肖特基二極管進(jìn)行極性保護及其缺點
    在下圖中,肖特基二極管與電源軌串聯(lián)使用,在反極性條件下會產(chǎn)生反向偏置并斷開電路。
    反極性 保護電路 PMOS
    左圖是極性正確連接,右圖是極性反接的情況。在反極性連接期間,肖特基二極管會阻止電流流動。
    但是,由于負(fù)載電流恒定流過肖特基二極管,上述電路效率低下。此外,由于二極管的正向壓降,肖特基二極管輸出端的電壓小于輸入電壓。因此,通過使用上述方法,它可以保護電路免受反極性保護,但效率不高。
    制作反極性保護電路的正確方法是使用簡單的 PMOS MOSFET 或 NMOS MOSFET。建議使用 PMOS,因為 PMOS 會切斷正軌,電路不會獲得任何電壓,如果電路在高直流電壓下工作,則產(chǎn)生有害后果的可能性較小。
    用于反向電壓保護的PMOS MOSFET
    場效應(yīng)晶體管 (FET) 是一種晶體管,它使用電場來控制通過它的電流。FET是具有源極、柵極和漏極三個端子的器件。FET 通過向柵極施加電壓來控制電流流動,進(jìn)而改變漏極和源極之間的導(dǎo)電性。這是在 P-MOSFET 中用作反極性保護開關(guān)的基本部件。
    下圖為PMOS反接保護電路。
    反極性 保護電路 PMOS
    PMOS 用作電源開關(guān),將負(fù)載與電源連接或斷開。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法導(dǎo)通 MOSFET 并將負(fù)載與輸入電源斷開。
    100R 電阻是與齊納二極管相連的MOSFET 柵極電阻。齊納二極管保護柵極免受過壓。
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