MOS管防反接电路

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注明:理论分析部分来源于记得城微信公众号!以下都是!!
自己用Multisim14进行了仿真实验:

PMOS管防反接电路:
连接正确,输出5V
5V正极连接MOS管的D极,S极输出 体二极管方向由D–>S (PMOS管)

输入电源是5V,当5V正常接时,5V从U1的D极经过体二极管到达S极,因为有一个压降,S极电压约4.3V,Ugs=-4.3V,所以MOS管导通。MOS管导通之后,D和S之间的导通压降很小,体二极管也就截止了,所以输出VOUT_5V=5V。
MOS管防反接电路_第1张图片
电源接反,无输出电压:
MOS管防反接电路_第2张图片
MOS管防反接电路_第3张图片
使用上述电路,需要注意如下几点:
1. 这个电路适用于低压的场合,MOS管的导通内阻很小(小的一般是mΩ级别),所以输出电压几乎输入电压。
2. MOS管选择合适的导通电压,如果输入电压很低,MOS管可能无法导通,而是直接走体二极管,导致输出电压更低。
3. 5V输入电源可以加MLCC滤波,切记不能加有极性的器件,防止反接时损坏。

有人会问了,为什么上图中的D和S方向和我们平时用的不一样,下图是我们经常用的PMOS管开关电路:

MOS管防反接电路_第4张图片
上述开关电路的原理是:
电源正接时,Ugs<0,MOS管导通,D极电压就等于5V;
当5V电源反接时,S=0,G=5V,Ugs>0,MOS管是关闭状态的,看到这里,似乎是合理,也能防止反接。
但是S=0时,PMOS的体二极管会导通,会将VOUT_5V钳位在0.7V左右,那又有人说了,为什么MOS管的体二极管会导通,S和D都为0啊,那是因为在实际电路中,VOUT_5V后端可能有很多负载,如果有串电流,体二极管可能就会导通,这就是为什么S和D需要调换。

NMOS管防反接电路:
Multisim仿真如下:如果正负接正确,输出基本为输入电压。(MOS管选型我直接随便拎了一个出来的。)
MOS管防反接电路_第5张图片
如果电源接反,Nmos管Vg=0, Vs=0; Vgs>0不成立,mos管不导通,则不工作。
MOS管防反接电路_第6张图片
当5V电源正接时,MOS管的G=5V,D=0V,MOS管的体二极管会导通,将S电压钳在0.7V左右,需要注意,图中的R2看做是一个负载,并不单单是一个电阻,Ugs>0,所以MOS管导通,MOS管导通之后,因为导通压降很低,体二极管截止了,S电压等于0V,负载正常工作。
当5V电源反接时,G=0,S=0,Ugs=0,MOS管是截止状态,并且体二极管也不通,电路中是没有电流回路的,保护了后端负载。

MOS管防反接电路_第7张图片

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