一、PMOS防反接電路
(一)關(guān)鍵元件作用
在PMOS管防反接電路里,柵極相連的兩個(gè)電阻主要發(fā)揮限流與保護(hù)功能。這兩個(gè)電阻的阻值需依據(jù)具體的電路設(shè)計(jì)要求選定,一般要結(jié)合PMOS管的特性和工作電壓來確定。
電路中配置的二極管為穩(wěn)壓保護(hù)二極管,其核心作用是保障PMOS管柵源(GS)之間的電壓不會(huì)過高,防止因過壓而損壞MOS管。
(二)電路工作原理
進(jìn)行電路分析時(shí),PMOS管的導(dǎo)通與否與體二極管無關(guān)。對于MOS管而言,源極和漏極是相對的。就PMOS管來說,電壓較高的一端是源極(S),電壓較低的一端是漏極(D)。正常上電情況下,3腳電壓較高,此時(shí)3腳為源極(S),柵極(G)電壓比源極(S)低,PMOS管據(jù)此導(dǎo)通(圖中的D、S標(biāo)注應(yīng)予以調(diào)換)。


二、NMOS防反接電路
(一)工作狀態(tài)分析
正接情況:當(dāng)電源正接時(shí),Vg為2V,Vs為0V,此時(shí)DS之間導(dǎo)通,形成完整的回路。
反接情況:而當(dāng)電源反接時(shí),Vg為0V,Vs為5V,DS之間無法導(dǎo)通,無法形成有效的回路。


(二)原理闡述
該電路的原理是利用MOS管的體二極管效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)防反接功能。
(三)性能特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):具備較小的導(dǎo)通電阻,通常只有幾毫歐,有助于減少電路中的能量損耗,提高電路的效率。
缺點(diǎn):需要額外的外圍電路來驅(qū)動(dòng)NMOS管,這在一定程度上增加了電路的復(fù)雜性和成本。
三、NMOS防反接電路的深化解析


(一)元件功能及電流路徑
電路中的D7為穩(wěn)壓管,主要作用是防止輸入電源電壓超過MOS管的VGS最大電壓,避免因電源電壓過高而擊穿MOS管。當(dāng)電源正確接入時(shí),電流從Vin出發(fā),流向負(fù)載,再經(jīng)NMOS管流入GND。上電初期,由于NMOS管的體二極管存在,地回路通過體二極管接通,為電路提供初始電流路徑。隨后,當(dāng)Vgs超過VGS門限電壓時(shí),NMOS管完全導(dǎo)通,確保電路的正常運(yùn)行。
(二)反接保護(hù)機(jī)制
一旦電源接反,體二極管將無法導(dǎo)通,同時(shí)Vgs電壓也不滿足要求,NMOS管因而無法導(dǎo)通。此時(shí),電路中無電流回路,形成斷路狀態(tài),負(fù)載停止工作,但也不會(huì)遭受損壞,圓滿實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。
(三)注意事項(xiàng)
在電路設(shè)計(jì)過程中,必須確保正常工作狀態(tài)下Vgs不要超過NMOS管的Vgs最大耐壓值。倘若存在超出風(fēng)險(xiǎn),可在Vgs兩端并接一個(gè)穩(wěn)壓管,以此防止MOS管被燒壞,增強(qiáng)電路的可靠性與安全性。
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