mos管反接二极管

MOS管电流方向能反吗？体二极管能过多大电流

今天说两个问题：

1、MOS管导通电流能否反着流？D到S，S到D方向随意？

2、MOS管体二极管能过多大的电流？

为啥会有这两个问题？

我们在最开始学习MOS管的时候，应该都是从NMOS开始的，电流的方向都是从D到S的。

而实际应用电路，NMOS会有电流从S到D的情况，比如下面这个NMOS管防电源反接电路（仅仅是个示意图，实际电路需要多考虑一些因素）。

原理我还是先大致说下。

1、在电源正常接入的时候

电源正极VCC经过后级负载电路接到体二极管，那么体二极管就会导通，于是此时S极的电压就约为0.7V左右（体二极管导通电压）。

同时栅极G极接的是VCC，所以Vgs=Vcc-0.7V>Vgsth，NMOS管会导通。NMOS管导通之后，导通压降基本为0，那么Vgs=Vcc，MOS管维持导通状态。

这样整体电源通路就是通的，电源给后级负载供上了电，后级电路正常工作。

这里有一点需要特别注意，就是此时MOS管的电流是S到D的，与往常我们经常见的D到S是反的。

2、在电源接反的时候（电源和地接反了） 栅极G接电源负极，也就是0V，S极经过负载接到了电源负极，也就是0V，所以Vgs=0V，MOS管也不导通。

与此同时， D极为Vcc，S极为0V，体二极管反向偏置，也不导通，所以无法通过NMOS管流过电流。

对于负载来说，就是电源断开了。

接反的电源不会怼到后面的负载上面，所以后级电路就不会烧了，我们只要把前面的电源正负极接对，那么后级电路又能正常工作了，如此，便实现了防反接的功能。

需要说一点，这里的防反接并不是说电源接反了，后级电路也还能工作。而是电源接反了，后级电路不会冒烟烧坏了。

我以前乍一看到这个电路的时候，其实是心里打鼓的

这个MOS管导通时，电流能反着流？D到S，S到D无所谓吗？

除了这个电流的方向问题，还有就是MOS管的体二极管问题，这个二极管能过多大的电流？ 如果不了解，会认为这个二极管能流过的电流非常小，因为它还有一个名称叫“寄生二极管”，很容易被它骗。

结合实际聊聊防反接电路（防反接电路总结）

• 前言

• 一、二极管防反接

▪ 1.1 基本电路

▪ 1.2 桥式整流电路

• 二、保险丝和二极管防反接

• 三、MOS管防反接

▪ 3.1 PMOS电路

▪ 3.2 NMOS电路

• 结语

前言

又到了电路小课堂时间，今天我们要聊的是 防反接电路，防反接电路是硬件工程师必备的基础知识，在网上已经有大量的防反接电路总结文章，我也查阅了大量文章。

虽然说实用的电路就那么几种，这个可谓英雄所见略同，但是大部分文章的说明部分都一样，那么这就……（不符合我的风格，不浮夸，不将就。即便是总结 ，原理可以一样，但是说明照搬那就说不过去了~ ~）

说明一下， 本文的防反接电路主要针对是单片机系统，因为博主是在智能家居领域工作的，我会结合自己的工作经验，设计的产品来说说这些电路。 一、二极管防反接

又是从二极管开始（和MOS管一样，用得这么多，我得写一篇全面认识二极管的文章了），利用PN结的单向导电性（不要钻牛角尖说反向漏电流）。

1.1 基本电路

直接在电源入口处串联一个二极管，电路简单，成本低，如下图（本图就是实际使用过的）：

在这里插入图片描述

上图是最简单也是最常用的防反接方式，上图是二极管接在入口 Vin 端，也可以接在GND端，二极管反着接，是一样的效果。

电路分析

在单片机系统中，使用此电路 一般 一般 一般 只需要注意一个参数：最大整流电流。

首先你在设计自己电路的时候应该知道自己的负载功率，比如一般来说

STM32 最小系统，也就是20/30 mA，加上其他的一些传感器，可以知道系统平时运行的功耗，要注意STM32 的功耗是3.3V状态下的，入口电源是 5V 或者 12V，电流需要就更小了，当然不要忘记DC/DC, 或者 LDO 的转换效率之类的。

每个二极管都有一个参数，最大整流电流，比如上图中的 SS34：电路设计需要冗余，所以我一般直接使用一个SS34，基本上所有的项目都能满足要求，当然SS34封装稍微大一点。

mos管并联二极管的作用

MOS管是一种常用的半导体器件，它具有很好的放大、开关等特性，而并联二极管则是用来保护MOS管的重要配件之一。接下来，我们将分步骤阐述mos管并联二极管的作用。

第一步：MOS管的基本作用

MOS管全称为金属-氧化物半导体场效应管。它是一种控制电流的器件，主要通过栅楼控制源漏极之间的电流。MOS管具有以下特点：

1. 高输入电阻：相较于BJT（双极型晶体管），MOS管具有高阻抗特性，能够更好地适应高频应用环境。

2. 低输出电阻：MOS管的源漏极之间的电阻相比BJT要低得多，因此较为适用于大电流的放大应用。

3. 逆应力能力强：MOS管具有良好的绝缘性，能够承受反向电压的冲击。

第二步：MOS管的使用问题

然而，正是由于MOS管具有较高的灵敏度和脆弱的特点，使得它在实际应用中存在很多的问题。最大的问题就是容易被静电击穿和过流烧坏。这时，二极管就派上了用场。

第三步：二极管的作用

二极管是一种电子设备，由PN两种半导体材料构成。它具有正向导通和反向截止的特性。在并联MOS管时，二极管起到了两个作用：

1. 防止静电击穿：二极管可以将过高的电压或者反向电压导向地线或正常输出，从而保护MOS管不被静电击穿，这种效应称之为“并联保护二极管”。

2. 改善恢复时间：二极管并联在MOS管的负载端，可以有效地改善MOS管的恢复时间。在MOS开关管关闭的过程中，由于其灵敏度较高，在瞬间会产生高峰电流。随后，这些电流会产生反向电势，从而抑制MOS管的导通。此时，二极管就可以起到快速模拟电荷储存的作用，从而减小反向电势的影响。 通过并联二极管，我们成功地改善了MOS管在使用过程中容易遭受静电击穿和高电流等问题。可以说，二极管是MOS管使用中的不可或缺的保护器件。

利用MOS管电源防反接电路

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，好处就是压降小，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，所以人们逐渐开始使用MOS管防电源反接了。

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。

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。

感觉DS流向是“反”的?

仔细的朋友会发现，防反接电路中，DS的电流流向，和我们平时使用的电流方向是反的。

为什么要接成反的?

利用寄生二极管的导通作用，在刚上电时，使得UGS满足阀值要求。

为什么可以接成反的?

如果是三极管，NPN的电流方向只能是C到E，PNP的电流方向只能是E到C。不过，MOS管的D和S是可以互换的。这也是三极管和MOS管的区别之一。(关于这个问题，咱们另开一篇文章讨论，这篇只讨论MOS管的防反接作用)。