两个MOS管串联接法的应用

本文是关于两个MOS 管串联组成反向电流阻断电路的介绍。

两个MOS管背靠背串联，组成双向开关。

Figure 1 示例为Back-to-Back Connected PMOS 组成的Bidirectional Power Switch.

Figure 1: Back-to-Back Connected PMOS

应用场景： 锂电池充放电电路。

A. 通过USB 给Battery 充电，当控制Q3 导通， USB 电源通过Q1 体二极管与Q3 形成通路，VGS(Q1)=VGS(Q2) < 0, 于是Q1 和 Q2 导通， 实现Battery 充电。

B. Battery 给USB 外接的负载供电，当控制Q3 导通， Battery电源通过Q2 体二极管与Q3 形成通路，VGS(Q1)=VGS(Q2) < 0, 于是Q1 和 Q2 导通， 实现给USB 接口电路供电。

C. 当控制Q3 关断时， USB 无法给Battery 充电， Battery 也无法给USB 负载供电，这种架构可以实现电流防倒灌功能/反向电流阻断。

D. MOS 管基极的电容C 充使得导通变缓，可以起到限制双向的浪涌电流。

E. 两个NMOS 组成的反向电流阻断电路，参考Figure 2, Figure 3，其中Figure 2 的接法更为常见。

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

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

为什么要用两个MOS 背靠背串联呢? 可以用单独一个ＭOS来实现吗？

Ａ．使用1个MOS管，当控制MOS 关断时，由于MOS 体二极管的作用，Battery 还可以通过体二极管放电，起不到关断作用，参考Figure 4.

Figure 4: One MOS Design

B. 使用2个MOS管，当控制两个MOS 都关断时，由于MOS 体二极管反向串联，可以起到阻断Battery 放电作用, 参考Figure 5.

Figure 5: Two MOS in Series Design