MOS管體二極管的應(yīng)用：防反接、電源切換電路-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2022-09-14
1. 體二極管也可能是穩(wěn)壓管。
2. 體二極管的續(xù)流能力與MOS本身過流能力相當(dāng)，作為開關(guān)時(shí)，不需要額外的續(xù)流二極管。
常常使用二極管串接在電源輸入用作防反接，正常電源供電電路中影響不大，不過當(dāng)需要較準(zhǔn)確的供電電壓時(shí)就不行。
例如芯片Debug接口，如果外部供電3.3V，減去0.3-0.4的鍺管壓降，在某些時(shí)候（調(diào)試線較長或者線阻過大）實(shí)際輸入會(huì)更小，最終導(dǎo)致Debug故障、程序燒錄故障。
所以需要一個(gè)既能防反接又能無壓降的方案，可知獨(dú)立封裝的MOS管中存在所謂“體二極管”，這決定了MOS管存在某些單向特性，MOS管用作防反接正是利用了這種特性。
原理說明：
接法圖示：
MOS管能夠?qū)崿F(xiàn)防反接的原因（PMOS為例）：
1. D接供電正，S接供電負(fù)，電路通電瞬間MOS管是關(guān)閉狀態(tài)，但是由于體二極管的存在，D->S是有電流通過的，很快S電位升高，MOS管GS產(chǎn)生了負(fù)電壓，進(jìn)而MOS管導(dǎo)通，導(dǎo)通壓降 Vds = 導(dǎo)通內(nèi)阻 * 電流，一般遠(yuǎn)小于二極管壓降。
2. D接供電負(fù)，S接供電正，由于體二極管反向串接，所以源極電壓不變，MOS一直處于關(guān)斷狀態(tài)。
3. MOS管是絕緣柵增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管，導(dǎo)電溝道形成后，D、S極電流方向完全取決于外加電場(chǎng)方向，所以導(dǎo)通后不限制電流方向。為什么常見MOS的高端或低端驅(qū)動(dòng)電路的接法與此處不同，那因?yàn)橹挥畜w二極管反向接入電路才能實(shí)現(xiàn)關(guān)斷，即MOS做開關(guān)是有方向的，并非是電流有規(guī)定方向。
另外，晶體管的C、B極對(duì)導(dǎo)通電流方向有要求，原因在于工藝上只有發(fā)射極才能提供大量多子同時(shí)只有集電結(jié)才能收集它們。晶體管的反向電流只是本征半導(dǎo)體激發(fā)的少子形成的“穿透電流”，是非常小的。
注意到MOS管用作防反接時(shí)，G極總是固定電位，如果利用這個(gè)可控的電極是否可以做點(diǎn)別的？當(dāng)然可以。
延伸應(yīng)用：電源選擇或電源隔離
例如電池供電與外接適配器供電的切換
1. 只有電池，電池供電
2. 電池和適配器同時(shí)存在，只使用適配器供電，隔離兩個(gè)電源
3. 只有適配器，適配器單獨(dú)供電
上圖 一個(gè)LED作為負(fù)載。
兩者同時(shí)供電時(shí)，控制信號(hào)是由適配器端取電，適配器存在就輸出高電壓關(guān)斷PMOS，電池供電被切斷（電池電壓與適配器輸入電壓相同，體二極管不導(dǎo)通），達(dá)到電池與外部供電隔離的效果；
當(dāng)沒有適配器時(shí)，控制信號(hào)為0電位，此時(shí)MOS管導(dǎo)通，電池單獨(dú)供電；
只有適配器時(shí)也不影響適配器單獨(dú)供電。
此處，控制信號(hào)不能直連（或者分壓）適配器電壓，因?yàn)榧词箻O短的浪涌也會(huì)燒掉MOS管。
注：柵源連接的圖示畫錯(cuò)了，圖示中的箭頭應(yīng)該指向源極（適配器）。
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