通常,当电源反向连接时,体二极管将发生故障,并且Vgs电压将无法满足要求。
所有NMOS晶体管都会失效。
电路中无电流环路,断路,负载将不工作或烧毁,从而实现保护。
1.防止PMOS管反向连接的原理:当电源正常连接时,5V电压从U1的D极通过体二极管传递到S极。
由于存在电压降,因此S极电压约为4.3V,Ugs = -4.3V,因此MOS管导通。
MOS管导通后,D和S之间的导通压降很小,体二极管也被截止,因此输出VOUT_5V≈5V。
当电源反向时,G极的电压为5V,Ugs> 0,因此PMOS管将不会导通,从而保护了后端电路。
PMOS管抗功率反向连接电路在使用该电路时需要注意以下几点:1.该电路适用于低电压场合。
MOS管的导通内阻很小(通常小到mΩ),因此输出电压几乎等于输入电压。
如果使用二极管来防止反向连接,则会有较大的导通电压降。
我之前写过关于二极管反向连接保护电路的文章。
您可以参考二极管反接电路2。
MOS管选择合适的导通电压。
电压非常低,MOS管可能无法导通,但体二极管直接导通,从而导致较低的输出电压。
3.可以将MLCC滤波器添加到5V输入端子。
切记不要添加极化设备,以防止反向连接时损坏。
2. PMOS管开关电路,有人会再次问,为什么上图中的D和S方向与我们通常使用的方向不同。
下图是我们经常使用的PMOS管开关电路。
PMOS管开关电路的工作原理是:当电源正极连接时,Ugs <0,MOS管导通,D极电压等于5V。
当5V电源反向连接时,S = 0,G = 5V,Ugs> 0,并且MOS管处于关闭状态。
在这种状态下,看来这是合理的,它也可以防止反向连接,但是当S = 0时,PMOS的体二极管将导通,并且VOUT_5V将被钳位在大约0.7V。
然后有人再次说,为什么MOS管的体二极管会导通,S和D都为0,这是因为在实际电路中,VOUT_5V的后端可能有很多负载。
如果存在串电流,体二极管可能会导通。
这就是为什么需要交换S和D的原因。
3. NMOS管反接原理:5V电源正极连接时,MOS管G = 5V,D = 0V,MOS管体二极管导通,S电压应钳位在约0.7V。
注意,图中的R2被视为负载,而不仅仅是电阻(Ugs> 0),因此MOS管被导通。
MOS管导通后,由于导通压降很小,体二极管关断,S电压等于0V,负载正常工作。
当5V电源反向连接时,G = 0,S = 0,Ugs = 0,MOS管断开且体二极管未断开,电路中没有电流环路,从而保护了后端加载。