关于MOS管d、s反接及电源反接的问题-KIA MOS管
MOS管d、s反接:P沟道,本来就是MOS管本身里有一个体二极管,是D级到S级,就按沟道不打开,电流不经过沟道过去,也可以先过它的体二极管到S级的。
S级有高电平后,不就S大于G了吗?这时候沟道不就打开了?电流就开始走沟道,而不走体二极管了。
如果D加正电位当然电流从D流向S,而S加正电位对于NMOS管是不推荐的。因为MOS管从结构上来说实际上有4个电极, G/D/S和B衬底Bulk。
虽然说NMOS电流可以从D流向S也可以从S流向D,但是衬底B应该接最低电位,对于N管就是负电位,对于P管就是正电位。也就是说D/S互换使用时,B也要改变连接的位置。
而在多数分立的MOS管中已经把B和定义为S的沟道一端连在一起了,只引出G/D/S三个电极,除非有的MOS管B极另有用途而单独引出。
这样一来如果D/S交换,开启电压/跨导/通导电阻等参数都会变坏,所以一般不建议这样使用。要求双向导电的场合,可以用N管与P管并联的电路结构。
MOS管d、s反接:有些DC/DC的防反接保护就是使用N型MOS管的S至D导通方向来实现的,那样应怎么解释呢?
一个反接保护电路,一反接D就为正了,保护管就起作用了。IRL3103的DS间还并联了一个保护二极管,当没有接反时,正常电流主要通过这个二极管回流到电源负端,而反的DS电压不会超过二极管正向压降。
当接反时,二极管不导电,电流全靠MOS控制,而MOS的G端变负或0而截止了。不过注意IRL3103的GS是可以承受正负电压的。
实际上这里接触到功率MOS管的另一个问题,就是体二极管。几乎所有的功率MOS管的DS端都并联了一个二极管,这个二极管的方向就决定了DS不可以交换使用,接反了二极管通导,G就没有控制了。
这个二极管本来是为了避免分布晶体管造成栓锁效应而产生的,但客观上起到了保护DS,并使DS不能反接的作用。这个二极管在多数小功率MOS上和集成电路中是没有的,而在功率MOS的图上经常也不画出来。
所以你的问题可以理解为,用两个相对串联的NMOS管来传交流电时,在某一半周是用D为正S为负的MOS管串联了一个正向导电的二极管来实现导电,而那个D为负S为正的MOS管被与其并联的正向导电二极管旁路了。
MOS管电源反接定义:
电源反接,会给电路造成损坏,不过,电源反接是不可避免的。所以,我们就需要给电路中加入保护电路,达到即使接反电源,也不会损坏的目的。
一般可以使用在电源的正极串入一个二极管解决,不过,由于二极管有压降,会给电路造成不必要的损耗,尤其是电池供电场合,本来电池电压就3.7V,你就用二极管降了0.6V,使得电池使用时间大减。
MOS管防反接,优点就是压降小,小到几乎可以忽略不计。现在的MOS管可以做到几个毫欧的内阻,假设是6.5毫欧,通过的电流为1A(这个电流已经很大了),在他上面的压降只有6.5毫伏。
由于MOS管越来越便宜,所以人们逐渐慢慢开始使用MOS管防电源反接。
NMOS管防止电源反接电路:
正确连接时:刚上电,MOS管的寄生二极管导通,所以S的电位大概就是0.6V,而G极的电位,是VBAT,VBAT-0.6V大于UGS的阀值开启电压,MOS管的DS就会导通,由于内阻很小,所以就把寄生二极管短路了,压降几乎为0。
电源接反时:UGS=0,MOS管不会导通,和负载的回路就是断的,从而保证电路安全。
PMOS管防止电源反接电路:
正确连接时:刚上电,MOS管的寄生二极管导通,电源与负载形成回路,所以S极电位就是VBAT-0.6V,而G极电位是0V,PMOS管导通,从D流向S的电流把二极管短路。
电源接反时:G极是高电平,PMOS管不导通。保护电路安全。
MOS管连接技巧:
NMOS管DS串到负极,PMOS管DS串到正极,让寄生二极管方向朝向正确连接的电流方向。
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