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[问答] NMOS管进行极性反接保护的几个疑问
616 保护电路 电路设计 电路保护
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最近在看利用增强型NMOS管或者PMOS管对电路电源极性反接保护设计,网上众说纷纭,其中经典的说法为:

(个人认为右侧图中的MOS管画错了,应是增强型NMOS管)


(个人认为右侧图中的MOS管画错了,应是增强型PMOS管)
上面每一组电路原理应该是相同的,但是就像原文中所说的,如果按照上图连接,MOS管处电流方向是有问题的。
以NMOS管为例,按照理论讲:正常工作时,电压UGS>UGS(th),且UDS>0,此时电流方向是D→S的。但上述原理图中UDS<0。由此,本人产生了疑问:
1)UDS<0时,NMOS管能正常工作吗?
2)电流方向是D→S,还是S→D?
3)我按照上图进行了仿真,仿真结果如下图:
1562997471(1).jpg
如图:图中并联电路一侧电流为1.134+0.113≈1.248mA,而NMOS管处电流为-1.248mA。如果都选从Vcc→0地处为电流参考方向的话,那不就是整个电路电流正好抵消为0了吗,电路不就断开了吗?
请各位大佬帮忙讲解一下,尤其是第三个问题:回路中存在这种电流大小相等,方向相反的情况吗?综上分析,网上流传的NMOS管做极性反接保护电路靠谱吗?

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2019-7-13 14:13:40   评论 分享淘帖 邀请回答
4个回答
首先楼主第一和第二其实是一个问题,只要满足Vgs的开启电压,MOS管就能打开,MOS管打开的状态下电流从D→S,S→D都是可以的,MOS在关闭的情况下只能单向导通,下面进行分析:1.PMOS做防反接接在电源端,正向电源接通时G端接地,Vgs=-VCC,MOS管导通,此时电流流向S→D,2.NMOS做防反接接在地端,G端接VCC,Vgs=VCC,MOS管导通,电流流向S→D。一般PMOS做防反接只要控制电源,PCB的布线比较方便,NMOS做防反接,同等情况下性能要比PMOS好,但地线要经过NMOS后接到大地,对PCB的布线要求较高
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2019-7-13 14:13:41 5 评论

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5 条评论
  • 2019-7-15 20:09

    您好,感谢您的回答!我想知道在NMOS导通时,电流既可以S→D,又可以D→S的原理是什么?
    关于这个问题,我想了很长时间,并分析得出结论认为电流方向应该不能反过来啊,分析见链接:
    https://www.jianshu.com/p/c98fcb38ecaa
    请大佬讲解一下:如果您说的电流两个方向都可以的话,我上面分析的bug在哪儿呢?感谢您10000次!
    此外,关于上面的仿真电路,我请教了一下同事,他给我的解释是:
    上面NMOS管处电流方向就是从S→D的,电流显示为负值的原因很可能是:对于NMOS管,默认正的电流方向是D→S,而在上面电路中电流方向是S→D,所以电流仿真结果标识为负号。您认为这样理解对吗?

    飞翔的傻蛋 回复 梭梭堡: 2019-7-19 09:12

    你上面的分析计算是对的,回路中的电流总是从电源端流入,从地线流出,所以地线终点端的电流是回路电流的总和,你所说的电流是负的,应该是仿真软件设置的问题,这个就不那么重要了,分析一下就知道电流不可能从地线到电源吧,你的计算数值对了就行

    飞翔的傻蛋 回复 梭梭堡: 2019-7-19 09:19

    然后你说的MOS管导通后的电流方向问题,这是由MOS管本身结构决定的,你附的链接也说了,MOS管的D端和S端的结构是完全一样的,导通情况下DS电流流可以互相流动的,D和S端的确定是取决于谁和衬底连接,链接还是不错的,可以好好看看

  • 2019-7-15 20:18

    您的回答中,当用PMOS管时,电流应该是从D→S吧?

    飞翔的傻蛋 回复 梭梭堡: 2019-7-19 09:06

    嗯是的,不好意思写错了

楼主要表达什么意思  我没有看懂
2019-7-13 22:37:34 2 评论

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2 条评论
  • 2019-7-14 00:00

    https://blog.csdn.net/wangshirumanworuli/article/details/89020413
    https://mp.weixin.qq.com/s/GJlUe5AteKiSvMlgYSmjGg
    提问中粘贴的图片没有显示出来,特此附上链接(网上说的常用的MOS管反接保护电路)。
    疑问主要在:按照网上的极性保护设计电路,在MOS管(以NMOS管为例)处的电流方向到底是怎样的?
    感谢大佬帮助!

    王栋春 回复 梭梭堡: 2019-7-14 06:18

    好的,忙完看一下  大家共同学习

文中关于网上常用MOS管保护电路图片没有显示出来,现在再附上:

或者

上面两幅是增强型NMOS保护电路,(个人觉得第2幅mos管画错了,画成耗尽型NMOS了,应为增强型NMOS)



上面两幅是增强型PMOS保护电路,(个人觉得第2幅mos管画错了,画成耗尽型PMOS了,应为增强型PMOS)
针对这个电路进行了仿真,结果:
1562997471(1).jpg
主要是仿真结果中出现了-1.248mA电流,无法理解,请各位大佬帮忙解释一下。
2019-7-14 08:43:28 评论

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仿真没问题 ,MOS管处于导通状态,S流向d的电流有问题?
有问题的是管子用错了,使得NMOS失去了控制能力,就如你所说改用PMOS就行。
2019-7-15 11:24:39 评论

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