在這篇文章中,小編將為大家?guī)鞵MOS基反接防護電路設計的相關報道。如果你對本文即將要講解的內容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、PMOS管原理
PMOS的工作原理與NMOS相類似。因為PMOS是N型硅襯底,其中的多數載流子是電子,少數載流子是空穴,源漏區(qū)的摻雜類型是P型,所以,PMOS的工作條件是在柵上相對于源極施加負電壓,亦即在PMOS的柵上施加的是負電荷電子,而在襯底感應的是可運動的正電荷空穴和帶固定正電荷的耗盡層,不考慮二氧化硅中存在的電荷的影響,襯底中感應的正電荷數量就等于PMOS柵上的負電荷的數量。當達到強反型時,在相對于源端為負的漏源電壓的作用下,源端的正電荷空穴經過導通的P型溝道到達漏端,形成從源到漏的源漏電流。同樣地,VGS越負(絕對值越大),溝道的導通電阻越小,電流的數值越大。
二、PMOS基反接防護電路設計詳解
傳統(tǒng)的防反保護電路,一般采用的都是PMOS管。
將PMOS的G極接電阻到地(GND),當輸入端連接正向電壓時,電流流過PMOS的體二極管到負載端。
如果正向電壓超過 PMOS的門限閾值,主通道則導通。即PMOS的Vds壓降變低,電流都從主溝道導通,實現了低損耗和低溫升。
傳統(tǒng)PMOS防反保護
我們來看這個電路,MOS的兩端電壓,也就是體二極管壓降電壓,它大于mos管的VGS電壓,mos管導通,這時體二極管被短路,體二極管的壓降電壓不存在了。
R1是LED的分壓限流電阻,導通后LED被點亮,電源正常接入。
當電源反接時,PMOS的GS兩端電壓為正值,MOS管無法導通。
其中Rg是降低NMOS導通時的脈沖電流和分壓。
當GS兩端電壓過高,穩(wěn)壓二極管D就會進入反向擊穿工作模式,在一定反向電流范圍內,反向電壓不會隨反向電流變化。當輸入電壓過高時,穩(wěn)壓二極管D可以避免GS兩端電壓超過額定值損壞MOS管的現象。
這里要注意mos管的體二極管朝向,當體二極管朝向Vin,一旦反接,電流會從GND——體二極管——Vin,這會直接短路,便無法起到防反接的作用。
不過,用PMOS來作防反接電路有三個缺點。
一個是系統(tǒng)待機電流大:
VGS驅動和保護電路會存在暗電流損耗,兩者是由齊納二極管和的限流電阻R組成的,而限流電阻會影響整個待機功耗。如果這時提高R的取值,穩(wěn)壓管就沒辦法可靠導通,VGS也會存在過壓的風險,并且會影響PMOS的開關速度。
另一個是存在反灌電流:
在輸入電源跌落測試時,PMOS在輸入電壓跌落時依舊保持導通,此時電容電壓會讓電源極性反轉,導致系統(tǒng)電源故障并中斷。
最后就是成本問題:
我們都知道PMOS的成本較高,因此PMOS作防反保護一般適合用于電流超過3A以上的大電流的場景。
最后,小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀,對小編來說都是莫大的鼓勵和鼓舞。最后的最后,祝大家有個精彩的一天。