在電源電路的設(shè)計(jì)中，防反接電路是保障電路安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分。常見的防反接電路有二極管防反接電路和自恢復(fù)保險(xiǎn)。二極管防反接電路利用二極管的單向?qū)щ娦詠肀Ｗo(hù)電路，而自恢復(fù)保險(xiǎn)絲則是在短路時(shí)，利用大電流熔斷保險(xiǎn)絲使電路開路，從而達(dá)到保護(hù)電路的目的。此外，利用 MOS 管來實(shí)現(xiàn)電路防反接也是一種常見的方式，下面我們將詳細(xì)介紹 PMOS 管和 NMOS 管防反接電路。

PMOS 管防反接電路

PMOS 管防反接電路的原理基于其導(dǎo)通條件。PMOS 管導(dǎo)通的條件是 VGS<0，在該電路中，PMOS 管的 G 極通過電阻短接到 GND。當(dāng)輸入端接入電源的正向電壓時(shí)，電源的電流通過 PMOS 管的體二極管流向 S 極，然后回到電源的負(fù)極。
在傳統(tǒng)的 PMOS 防反電路中，當(dāng) PMOS 管導(dǎo)通時(shí)，其體內(nèi)的二極管被短路，此時(shí)體二極管兩端沒有壓降，即 MOS 管的 D 極和 S 極的電壓相等，電源正常接入時(shí)，LED 會(huì)被點(diǎn)亮，R1 為限流電阻。當(dāng)電源反接，也就是 VIN 輸入負(fù)電壓，GND 接入正極時(shí)，VGS 大于 0，PMOS 管截止。電阻 Rg 起到緩沖電壓的作用。當(dāng) GS 兩端電壓過高時(shí)，二極管會(huì)被反向擊穿，在一定的反向電流范圍內(nèi)，反向電壓不會(huì)隨反向電流發(fā)生變化，但當(dāng)輸入電壓過高時(shí)，二極管損壞，進(jìn)而可能導(dǎo)致 MOS 管損壞，從而在電源反接時(shí)起到保護(hù)電路的作用。
然而，PMOS 管用于防反接也存在一些問題。一方面，PMOS 管的成本相對(duì)較高；另一方面，該保護(hù)電路存在反灌電流問題，當(dāng)輸入電壓跌落時(shí)，PMOS 管依舊保持暢通，這可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電源中斷。

NMOS 管防反接電路

相較于 PMOS 管，NMOS 管用于防反接電路具有成本低的優(yōu)勢。通常情況下，NMOS 管作為下管使用，而 PMOS 管作為上管使用。
NMOS 管的工作原理基于其開關(guān)特性。當(dāng)電源輸入接法正確時(shí)，由于 NMOS 管的開關(guān)特性，其 G 極輸入高電平時(shí)，VGS 大于 0，此時(shí) MOS 管導(dǎo)通，電路能夠正常工作；當(dāng)輸入的電源反接時(shí)，G 極輸入電平低，VGS 小于 0，NMOS 管截止，其 D 極和 S 極無電流通過，并且體二極管的方向與電流輸入方向相反，從而保護(hù)后級(jí)電路。
NMOS 管做電路反接保護(hù)具有一些優(yōu)點(diǎn)。首先，在價(jià)格方面，NMOS 管比 PMOS 管便宜；其次，MOS 管內(nèi)部電阻為毫歐級(jí)別，損耗較小。不過，該電路也存在一些缺點(diǎn)，例如電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜；當(dāng)輸入電壓較高時(shí)，需要適當(dāng)改變 G 極串并聯(lián)電阻阻值，或者在 GS 間并入穩(wěn)壓二極管來保護(hù) MOS 管。
NMOS 管防反接電路適用于電壓較低的場合，VDS 應(yīng)當(dāng)滿足最高反向電壓的電壓要求，否則體二極管可能被擊穿。當(dāng)電流很大時(shí)，還應(yīng)該考慮 NMOS 管的耐流特性以及是否需要加散熱片來散熱。
綜上所述，PMOS 管和 NMOS 管在防反接電路中各有優(yōu)劣。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的電路需求、成本預(yù)算以及性能要求等因素，綜合考慮選擇合適的 MOS 管來實(shí)現(xiàn)防反接保護(hù)。

圖為 PMOS 管防反接電路

圖為傳統(tǒng)的 PMOS 防反電路



圖為 NMOS 管的工作原理