MOS体二极管的妙用

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大家好,我是蜗牛兄,今天跟大家分享的是关于MOS体二极管的用法及理解。

背景

起因是这样的,公司一个产品的电源设计要求防反接,然后同事设计了一个电路,很多人看了第一反应就是,这能工作吗?这图画错了吧。你是不是也这样认为呢?咱们稍后一起分析。

本文主要从以下4个方面进行讲解。

一、常规防反接电路的设计

防反接电路一般有以下做法

①串联二极管

优点:简单

缺点:功耗大,效率低

②输入端加整流桥

优点:不论什么极性都可以正常工作

缺点:功耗大,效率低,两个二极管导通,功耗是上一个方案的两倍。

二、MOS管的常规用法

我们在最开始学习MOS管的时候,大多都是从NMOS开始的。

常规NMOS导通后电流流向

当Vgs>Vgs(th),MOS管导通,电流的方向是从D到S。

很少听到电流方向是从S到D。

常规PMOS导通后电流流向

当Vgs<Vgs(th),MOS管导通,电流的方向是从S到D。

很少听到电流方向是从D到S。

三、MOS管防反接电路的设计及分析

同事设计的防反接电路如下,很多人看了第一反应就是,这电路对吗?

咱们一起来分析一下。

①当电源正常插入时

电源正极Vin_12V经过MOS体二极管,然后到负载RL,最后回到电源负极。假设体二极管的压降为0.7V,那么S极电压约为12-0.7=11.3V。

G极的电压为电阻R4,R5分压后得到,可根据MOS管的导通电压调整参数。

假设R4=1K,R5=10K,Vgs=Vg-Vs=-10.3V,满足PMOS导通条件。

管子导通后,导通压降基本为0,Vgs=-10.3V,管子维持导通状态。

这里有一点需要特别注意,就是此时MOS管的电流是D到S的,与往常我们经常见的S到D是反的。

①当电源反向插入时(电池画反,不好意思)

电源反向插入,MOS体二极管反向,管子不通。

同时,Vg>Vs,MOS导通条件不满足,所以管子也不通。

管子不通,无法形成电流回路,起到防反接的作用。

四、MOS体二极管能过多大电流?

看了上面的分析,估计很多小伙伴会有一个疑问:

体二极管能过多大的电流?不会烧坏吗?

体二极管,我们一般也叫寄生二极管,谈到“寄生”一词,我们首先会想到寄生电容和寄生电感,既然是寄生的,那么体二极管通过的电流就不会太大。

带着这个问题,我们去看一下某型号MOS管的规格书。

从上表可以看出,体二极管的持续电流是可以到11A,脉冲电流是可以到33A的,二极管的导通电压是1.4V。

对,持续电流是可以到11A,可能很多小伙伴对这个电流都比较意外。

今天的分享就到这里,希望对你有帮助。

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