电源防反接电路 & 供电自动切换电路 - MOS管体二极管的应用

关于体二极管

1. 体二极管也可能是稳压管

2. 体二极管的续流能力与MOS本身过流能力相当，作为开关时，不需要额外的续流二极管

【参考】

https://wenku.baidu.com/view/10e23977f242336c1eb95ecb.html

http://www.360doc.com/content/14/0723/17/18538803_396560740.shtml

http://www.360doc.com/content/18/0603/11/29513389_759291220.shtml

 

MOS管防反接

常常使用二极管串接在电源输入用作防反接，正常电源供电电路中影响不大，不过当需要较准确的供电电压时就不行。

例如芯片Debug接口，如果外部供电3.3V，减去0.3-0.4的锗管压降，在某些时候（调试线较长或者线阻过大）实际输入会更小，最终导致Debug故障、程序烧录故障。

所以需要一个既能防反接又能无压降的方案，可知独立封装的MOS管中存在所谓“体二极管”，这决定了MOS管存在某些单向特性，MOS管用作防反接正是利用了这种特性。

原理说明：

 

接法图示：

MOS管能够实现防反接的原因（PMOS为例）：

1. D接供电正，S接供电负，电路通电瞬间MOS管是关闭状态，但是由于体二极管的存在，D->S是有电流通过的，很快S电位升高，MOS管GS产生了负电压，进而MOS管导通，导通压降 Vds = 导通内阻 * 电流，一般远小于二极管压降

2. D接供电负，S接供电正，由于体二极管反向串接，所以源极电压不变，MOS一直处于关断状态

3. MOS管是绝缘栅增强型场效应管，导电沟道形成后，D、S极电流方向完全取决于外加电场方向，所以导通后不限制电流方向。为什么常见MOS的高端或低端驱动电路的接法与此处不同，那因为只有体二极管反向接入电路才能实现关断，即MOS做开关是有方向的，并非是电流有规定方向。

另外，晶体管的C、B极对导通电流方向有要求，原因在于工艺上只有发射极才能提供大量多子同时只有集电结才能收集它们。晶体管的反向电流只是本征半导体激发的少子形成的“穿透电流”，是非常小的。

注意到MOS管用作防反接时，G极总是固定电位，如果利用这个可控的电极是否可以做点别的？当然可以。

延伸应用：电源选择或电源隔离

例如电池供电与外接适配器供电的切换

1. 只有电池，电池供电

2. 电池和适配器同时存在，只使用适配器供电，隔离两个电源

3. 只有适配器，适配器单独供电

上图。一个LED作为负载。

两者同时供电时，控制信号是由适配器端取电，适配器存在就输出高电压关断PMOS，电池供电被切断；

当没有适配器时，控制信号为0电位，此时MOS管导通，电池单独供电；

只有适配器时也不影响适配器单独供电。

此处，控制信号不能直连（或者分压）适配器电压，因为即使极短的浪涌也会烧掉MOS管。