一、PMOS防反接电路
(一)关键元件作用
在PMOS管防反接电路里,栅极相连的两个电阻主要发挥限流与保护功能。这两个电阻的阻值需依据具体的电路设计要求选定,一般要结合PMOS管的特性和工作电压来确定。
电路中配置的二极管为稳压保护二极管,其核心作用是保障PMOS管栅源(GS)之间的电压不会过高,防止因过压而损坏MOS管。
(二)电路工作原理
进行电路分析时,PMOS管的导通与否与体二极管无关。对于MOS管而言,源极和漏极是相对的。就PMOS管来说,电压较高的一端是源极(S),电压较低的一端是漏极(D)。正常上电情况下,3脚电压较高,此时3脚为源极(S),栅极(G)电压比源极(S)低,PMOS管据此导通(图中的D、S标注应予以调换)。


二、NMOS防反接电路
(一)工作状态分析
正接情况:当电源正接时,Vg为2V,Vs为0V,此时DS之间导通,形成完整的回路。
反接情况:而当电源反接时,Vg为0V,Vs为5V,DS之间无法导通,无法形成有效的回路。


(二)原理阐述
该电路的原理是利用MOS管的体二极管效应来实现防反接功能。
(三)性能特点
优点:具备较小的导通电阻,通常只有几毫欧,有助于减少电路中的能量损耗,提高电路的效率。
缺点:需要额外的外围电路来驱动NMOS管,这在一定程度上增加了电路的复杂性和成本。
三、NMOS防反接电路的深化解析


(一)元件功能及电流路径
电路中的D7为稳压管,主要作用是防止输入电源电压超过MOS管的VGS最大电压,避免因电源电压过高而击穿MOS管。当电源正确接入时,电流从Vin出发,流向负载,再经NMOS管流入GND。上电初期,由于NMOS管的体二极管存在,地回路通过体二极管接通,为电路提供初始电流路径。随后,当Vgs超过VGS门限电压时,NMOS管完全导通,确保电路的正常运行。
(二)反接保护机制
一旦电源接反,体二极管将无法导通,同时Vgs电压也不满足要求,NMOS管因而无法导通。此时,电路中无电流回路,形成断路状态,负载停止工作,但也不会遭受损坏,圆满实现保护功能。
(三)注意事项
在电路设计过程中,必须确保正常工作状态下Vgs不要超过NMOS管的Vgs最大耐压值。倘若存在超出风险,可在Vgs两端并接一个稳压管,以此防止MOS管被烧坏,增强电路的可靠性与安全性。
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