一位同学在技术群里发了一道基础的面试题,各有各的说法,甚至还用上了AI,多个AI软件结果也不一致,群里意见都得不到统一,差点打起来了。
问:这个电路是干什么用的?为了大家看得更清楚,咱们把电路图单独拎出来看。
这电路很基础,大佬们看一眼就知道是咋回事了,本文的目的是照顾到大多数同学。
这个电路的作用,群里有三种说法:
说法1:这是一个三端稳压电路。
说法2:这是一个防倒灌电路。
说法3:这是一个防反接电路。
这其实就是个MOS管开关电路,咱们做硬件的,MOS管肯定是一个绕不过去的槛,必须把它吃透了,才能更好的理解和运用我们的电路,有关MOS管的一些基础知识。
MOSFET的每个特性参数都讲透了,干货满满!
01 它是三端稳压电路吗?
首先说,这肯定不是三端稳压电路,说它是三端稳压电路的同学,我猜他应该是这样想的:
第一,它有一个稳压二极管;第二,它跟我们的三端稳压电源的电路结构很像。
咱们来看一下正确的三端稳压电路,如下图所示。
三端稳压电路也是一种线性稳压电源,它只能降压、稳压,不能升压。一般是在输入直流电压和负载之间串入一个三极管Q1,这个Q1实际工作在放大状态,通过自身承受一定的压降(最好不要使用在压降较大的场合,否则本身会发热严重),实现降压功能。
这个稳压管的作用是使三极管的基极电压工作在某一个固定的值,电路输出电压的大小跟这个三极管的选型息息相关。这里不展开讲了,网上资料很多。
那电路中的这个稳压二极管起到什么作用呢?
我们打开图中所示型号FDMS86263P的MOS管规格书,它有一个很重要的参数,这里写的是VGS,电压范围在±25V之间。
它表示MOS管的栅极和源极之间能够承受的最大电压值,超过此电压可能导致MOS管的栅极氧化层永久损坏。
为了避免这个问题的发生,有时候需要在MOS管的栅极和源极之间并联一个稳压二极管,起到一个保护MOS管的作用。
02 它是防倒灌电路吗?
防倒灌简单说,就是防止电流从一个器件倒灌到另一个器件,从而保护整个电路系统稳定性和安全性。
也就是电流可以从输入端VIN,正常流出到输出端Vout。
但电流不能从输出端Vout,反过来流入到输入端VIN。
咱们这个是这样的吗?如图:
从左到右,输入电压VIN,通过计算得出:
Vgs=Vg-Vs
Vgs=9.6V -(16V)
Vgs=-6.4V(<-2.9V,满足MOS管开启电压要求,正常输出)
从右到左,电流通过输入电压VOUT,穿过MOS管Q1的体二极管,到电压VIN处。
综上,该电路起不到防倒灌的作用。
关于防倒灌电路,大家可以参考我之前写过的文章(直接点击如下标题进入)
搞硬件这么久,烧过MOS,烧过运放,烧过板子,但烧电脑主机这是第一次
03 它是防反接电路吗?
看到群里小伙伴的聊天记录,我发现很多人根本没搞清什么是防反接。
防反接的意思是:在电源的输入端,输入电源的正极,接板子的正极,输入电源的负极,接板子的负极,在这种条件下,电路正常工作;在电源的输入端,输入电源的正极,接板子的负极,输入电源的负极,接板子的正极,在这种条件下,电路正常工作。
举个例子,像有些电源输入端是这种2.0间距端子,一般两个Pin为正极,两个pin为负极,虽说端子防呆,但还是有可能接错,所以很多场合都设计了防反接电路,这样就算正负接反了,电路也能正常工作。
回到我们的电路,在电源的输入端,输入电源的正极,接板子的正极VIN,输入电源的负极,接板子的负极GND,在这种条件下,通过之前分析可以知道,电路正常工作。
在电源的输入端,输入电源的正极,接板子的负极GND,输入电源的负极,接板子的正极VIN。
因为稳压管是16V的,正常输入电压为16V。
可得出
- Vgs=Vg-Vs
- Vgs=6.4V-0
- Vgs=6.4V(>-2.9V,不满足MOS管开启电压要求,MOS管关闭,VOUT=0V)
我后面仔细一想,其实以上算法不对,gs端被二极管钳位为Vgs=0.7V,这个电压也不满足MOS管的导通条件。
综上所述:
当正接时,电路正常工作,VOUT=VIN
当反接时,电路不能正常工作,VOUT=0
所以,该电路是防反接电路。如果这篇文章对你有帮助,别忘了点赞、收藏,并分享给更多需要的人!