PMOS設(shè)計反向電壓保護電路、原理-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-01-10
直流系統(tǒng)中，比如汽車電子設(shè)計中，當電池接反時，使用電池作為電源的電路可能會損壞，所以一般需要反向電壓保護電路。
其實用MOSFET作為反向保護電路一般比較少，原因成本比較高，最常見的方法是使用二極管，然而，二極管壓降很高，這將在低壓電路中產(chǎn)生問題，這就是電池反向保護中一般使用 MOSFET 作為防反接器件的原因，因為它的導(dǎo)通電壓降非常低。
PMOS作為反向電壓保護電路的原理
MOSFET無論N溝道或P溝道，它們都非常適合作為反向電壓保護器件，下面講解一下基于P溝道MOSFET反向保護電路的設(shè)計。
下圖說明了如何使用 P 溝道MOSFET作為反向電壓保護的電路連接。需要注意的是MOSFET必須安裝在電源端。其中漏極D必須連接到電池的正極，柵極必須連接到系統(tǒng)接地端。
當電源電壓存在時，電流將流向MOS管的體二極管。體二極管將導(dǎo)通，因為電池電壓高于體二極管的正向偏置電壓。MOSFET源極的電壓將為電池電壓減去體二極管壓降。
簡而言之，這是一個比較低的電壓水平。MOSFET的柵極連接到地，這意味著施加到柵極到源極的電壓為
一旦施加到柵極到源極的電壓為負電壓，PMOS將處于導(dǎo)通狀態(tài)，電流將流向PMOS導(dǎo)通溝道，不在流經(jīng)體二極管，原因是PMOS的導(dǎo)通電阻很小，那么流經(jīng)它的電流產(chǎn)生的壓降也是很小，從而無法達到體二極管的導(dǎo)通壓降，體二極管自然就關(guān)斷了。
P溝道MOSFET作為電池反向保護的基本設(shè)計要求
a. 柵源閾值電壓
柵極到源極上施加的負電壓必須滿足PMOS的電平要求。下面是某MOSFET規(guī)格書中的柵極到源極閾值電壓。
可以看出為了打開MOSFET，電源電壓和體二極管之間的差值必須高于-1V才行。對于低壓系統(tǒng)，最好選擇柵極到源極閾值電壓非常低的 MOSFET。
b. 最大柵源電壓
MOSFET的最大柵源電壓規(guī)格不得超過規(guī)格書中的限制，否則PMOS會受到損壞
c. 額定電流
PMOS的額定漏極電流必須高于流入它的實際電流
d. 額定功率
額定功率至關(guān)重要，因為這是 MOSFET散熱能力有限。計算出的功耗必須低于器件的額定值。例如規(guī)格書中指的是 25℃時的額定功率為8.3W。因此，實際工作的功耗必須低于此值，并留有足夠的余量。
e.工作溫度范圍
還需要注意MOSFET的工作環(huán)境溫度以超過其最大結(jié)溫范圍。
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