首先用 PMOS 管畫了一個。
輸入電源是 5V,當 5V 正常接時,5V 從 U1 的 D 極經過體二極管到達 S 極,因為有一個壓降,S 極電壓約 4.3V,Ugs=-4.3V,所以 MOS 管導通。MOS 管導通之后,D 和 S 之間的導通壓降很小,體二極管也就截止了,所以輸出 VOUT_5V=5V。
當 5V 電源接反時,此時 G 極電壓為 5V,Ugs>0,所以 PMOS 管不會導通,也就保護了后端電路。
PMOS 管防電源反接電路
使用上述電路,需要注意如下幾點:
1. 這個電路適用于低壓的場合,MOS 管的導通內阻很小(小的一般是 mΩ級別),所以輸出電壓幾乎輸入電壓。
2. MOS 管選擇合適的導通電壓,如果輸入電壓很低,MOS 管可能無法導通,而是直接走體二極管,導致輸出電壓更低。
3. 5V 輸入電源可以加 MLCC 濾波,切記不能加有極性的器件,防止反接時損壞。
有人會問了,為什么上圖中的 D 和 S 方向和我們平時用的不一樣,下圖是我們經常用的 PMOS 管開關電路。
PMOS 管電源開關電路
上述開關電路的原理是:
電源正接時,Ugs<0,MOS 管導通,D 極電壓就等于 5V;
當 5V 電源反接時,S=0,G=5V,Ugs>0,MOS 管是關閉狀態的,看到這里,似乎是合理,也能防止反接。
但是 S=0 時,PMOS 的體二極管會導通,會將 VOUT_5V 鉗位在 0.7V 左右,那又有人說了,為什么 MOS 管的體二極管會導通,S 和 D 都為 0 啊,那是因為在實際電路中,VOUT_5V 后端可能有很多負載,如果有串電流,體二極管可能就會導通,這就是為什么 S 和 D 需要調換。
再來用 NMOS 管畫一個。
NMOS 管防電源反接電路
當 5V 電源正接時,MOS 管的 G=5V,D=0V,MOS 管的體二極管會導通,將 S 電壓鉗在 0.7V 左右,需要注意,圖中的 R2 看做是一個負載,并不單單是一個電阻,Ugs>0,所以 MOS 管導通,MOS 管導通之后,因為導通壓降很低,體二極管截止了,S 電壓等于 0V,負載正常工作。
當 5V 電源反接時,G=0,S=0,Ugs=0,MOS 管是截止狀態,并且體二極管也不通,電路中是沒有電流回路的,保護了后端負載。
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