PMOS防反接保护电路和MOS管防电源反接电路设计解析

NMOS防反接：

PMOS防反接

在实际应用中，G极一般串联一个电阻，防止MOS管被击穿，也可以加上稳压二极管，并联在分压电阻上的电容，有一个软启动的作用。在电流开始流过的瞬间，电容充电，G极的电压逐步建立起来。

对于PMOS，相比NOMS导通需要Vgs大于阈值电压，由于其开启电压可以为0，DS之间的压差不大，比NMOS更具有优势。

保险丝防护

当电源接反时，电路中存在短路，产生大电流，进而将保险丝熔断，起到保护电路的作用。

新补充

PMOS防反接保护电路：

总结防反接电路

MOS管防电源反接电路

PMOS用作电源开关，将负载与电源连接或断开，在正确连接电源期间，MOSFET由于正确的VGS(栅极到源极电压)而导通，但在反极性情况下，栅极到源极电压太低而无法导通MOSFET并将负载与输入电源断开。

二极管的接法采用这张图片的接法

100R电阻是与齐纳二极管相连的MOSFET栅极电阻，齐纳二极管保护栅极免受过压。

MOSFET选择的主要参数

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DS漏源电阻(RDS)：使用极低的RDS(漏源电阻)以实现低散热和极低的输出压降，更高的RDS将产生更高的热耗散。

D漏极电流：通过MOSFET的最大电流，如果负载电流需要2A电流，选择能够承受该电流的MOSFET。在这种情况下，漏极电流为3A的MOSFET是一个不错的选择。选择比实际需要大的参数。

DS漏源电压：DS漏源电压需要高于电路电压。如果电路需要最大30V的电压，则需要漏源电压为50V的MOSFET才能安全运行，始终选择大于实际需要的参数。反接时，MOSFET会因Vgs不足而关断，对负载电流和MOSFET都没有影响。

以上参数在正常情况下都是需要的，需要谨慎选择。

齐纳二极管电压的选择：

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每个MOSFET都带有一个Vgs（栅极到源极电压）。如果栅极到源极电压增加超过最大额定值，这可能会损坏MOSFET栅极。因此，选择一个不会超过MOSFET栅极电压的齐纳二极管电压。对于10V的Vgs，9.1V齐纳二极管就足够了。确保栅极电压不应超过最大额定电压。

齐纳二极管与肖特基二极管的区别：

 

 

(1)肖特基二极管：正向导通压降0.7V左右，整流电流可达几A

(2)齐纳二极管(稳压二极管)：其是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。

(3)肖特基二极管当反向电压过大时会损坏，齐纳二极管不会！

(4)应用：稳压一般用来提供一个简易的参考电压或者做定压指示，肖特基大多用于开关整流。

稳压二极管原理：

正向特性和普通二极管差不多，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附件，从而实现了二极管的稳压功能。

齐纳二极管需要关注的参数：

(1)反向击穿电压；(2)功率，在齐纳二极管工作时，会有电流流过它，因此会发热！

齐纳二极管的使用限制：

1.不适合大负载场景。只适合负载比较小的场景（几十mA），当应用于大电流场景时发热会很严重！

2.缺乏反馈，输出不稳定，负载的跳变和输入电源的跳变，都会引起输出电压的剧烈波动。

R1不可少，当R1缺少时，直接接入，会导致齐纳二极管上的电流过大而烧毁。

当没有达到齐纳二极管的反向击穿电压时，齐纳二极管相当于不存在，正向使用时就相当于肖特基二极管。

MOS管使用总结

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MOS管作开关：无论是N沟道还是P沟道，一定是寄生二极管的负极接输入边，正极接输出端或GND，否则就无法实现开关功能了。

所以，N沟道D极接输入，S极接输出或GND

P沟道S极接输入，D极接输出

如果方向接反，会出现下面这种情况，起不到开关作用：因为通过寄生二极管直接导通，S极电压可以无条件到D极，MOS管就失去了开关的作用。

隔离作用：也就是防反接，相当于一个二极管。使用二极管，导通时会有压降，会损失一些电压。而使用MOS管做隔离，在正向导通时，在G极加合适的电压，可以让MOS管饱和导通，这样通过电流时，几乎不产生压降。

作隔离作用时，不论N沟道还是P沟道，寄生二极管的方向就是电路导通的方向。使用PMOS做隔离电路最常见。

编辑：黄飞