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MOS體二極管的妙用

大家好,很高興在這里跟大家一起分享我的第 25 篇原創文章,喜歡和支持我的工程師,一定記得給我點贊、收藏和分享哦。

大家好,我是蝸牛兄,今天跟大家分享的是關于MOS體二極管的用法及理解。

背景

起因是這樣的,公司一個產品的電源設計要求防反接,然后同事設計了一個電路,很多人看了第一反應就是,這能工作嗎?這圖畫錯了吧。你是不是也這樣認為呢?咱們稍后一起分析。

本文主要從以下4個方面進行講解。

一、常規防反接電路的設計

防反接電路一般有以下做法

①串聯二極管

優點:簡單

缺點:功耗大,效率低

②輸入端加整流橋

優點:不論什么極性都可以正常工作

缺點:功耗大,效率低,兩個二極管導通,功耗是上一個方案的兩倍。

二、MOS管的常規用法

我們在最開始學習MOS管的時候,大多都是從NMOS開始的。

常規NMOS導通后電流流向

當Vgs>Vgs(th),MOS管導通,電流的方向是從D到S。

很少聽到電流方向是從S到D。

常規PMOS導通后電流流向

當Vgs<Vgs(th),MOS管導通,電流的方向是從S到D。

很少聽到電流方向是從D到S。

三、MOS管防反接電路的設計及分析

同事設計的防反接電路如下,很多人看了第一反應就是,這電路對嗎?

咱們一起來分析一下。

①當電源正常插入時

電源正極Vin_12V經過MOS體二極管,然后到負載RL,最后回到電源負極。假設體二極管的壓降為0.7V,那么S極電壓約為12-0.7=11.3V。

G極的電壓為電阻R4,R5分壓后得到,可根據MOS管的導通電壓調整參數。

假設R4=1K,R5=10K,Vgs=Vg-Vs=-10.3V,滿足PMOS導通條件。

管子導通后,導通壓降基本為0,Vgs=-10.3V,管子維持導通狀態。

這里有一點需要特別注意,就是此時MOS管的電流是D到S的,與往常我們經常見的S到D是反的。

①當電源反向插入時(電池畫反,不好意思)

電源反向插入,MOS體二極管反向,管子不通。

同時,Vg>Vs,MOS導通條件不滿足,所以管子也不通。

管子不通,無法形成電流回路,起到防反接的作用。

四、MOS體二極管能過多大電流?

看了上面的分析,估計很多小伙伴會有一個疑問:

體二極管能過多大的電流?不會燒壞嗎?

體二極管,我們一般也叫寄生二極管,談到“寄生”一詞,我們首先會想到寄生電容和寄生電感,既然是寄生的,那么體二極管通過的電流就不會太大。

帶著這個問題,我們去看一下某型號MOS管的規格書。

從上表可以看出,體二極管的持續電流是可以到11A,脈沖電流是可以到33A的,二極管的導通電壓是1.4V。

對,持續電流是可以到11A,可能很多小伙伴對這個電流都比較意外。

今天的分享就到這里,希望對你有幫助。

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