用N溝道MOSFET設(shè)計(jì)反向電壓保護(hù)電路

相對于P溝通MOSFET而言，N溝通MOSFET的價格更低，工藝也更簡單，今天我們就講一下如何用N溝道MOSFET設(shè)計(jì)反向電壓保護(hù)電路。

1.N溝道 MOSFET 作為反向電壓保護(hù)電路的原理

下面是一個基于N溝道MOSFET的反向保護(hù)電路，和PMOS不同的是，NMOS需要接在電源的負(fù)極端。其中漏極D必須接到電源的負(fù)極。源極S必須連接到設(shè)備的地，柵極則必須連接到電源的正極。

在電路啟動期間，電流將開始從電源的正極端子流向設(shè)備，然后再流向NMOS的體二極管，最后流向電源的負(fù)極端子，在此期間，體二極管將處于正向偏置導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)體二極管導(dǎo)通后，將有電流在電路中循環(huán)流動。此時的柵源電壓為：
VGS = VG – VS

VG = 電源電壓

VS = 二極管壓降

所以：

VGS = VG – VS = Vbattery – 二極管壓降

這將導(dǎo)致MOSFET的柵極到源極有一個正的電壓降。因此NMOS 將導(dǎo)通，電流將流向NMOS的溝道而不是體二極管，再給大家解釋一下，NMOS的導(dǎo)通電阻很小，那么流經(jīng)它的電流產(chǎn)生的壓降也是很小，從而無法達(dá)到體二極管的導(dǎo)通壓降，體二極管自然就關(guān)斷了。

2.N溝道MOSFET作為電池反向保護(hù)的基本設(shè)計(jì)要求

a. 柵源閾值電壓

要想MOSFET成功為電源提供反向保護(hù)，僅用提供偏置柵極到源極的正電壓是不夠的，必須滿足要求的閾值要求。同樣的對于低壓系統(tǒng)，最好選擇柵極到源極閾值電壓非常低的 MOSFET。

b. 最大柵源電壓

其中最大柵源電壓值不得超過規(guī)格書中的規(guī)定值。

c. 額定電流

以下是NMOS規(guī)格書中指定的電流額定值，需要注意其測試條件是常溫，當(dāng)溫度升高時，是達(dá)不到這么大通流能力的，所以你需要注意你的產(chǎn)品工作溫度是多少。

d. 額定功率

關(guān)于額定功率也是有要求的，下圖給出的也是25℃的值，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，我么也需要進(jìn)行相應(yīng)降額。

e.工作溫度范圍

工作溫度需要考慮環(huán)境溫度和MOS管自身溫升，二者疊加后不得超過規(guī)定范圍值。