反向電流阻斷和反極性保護-背靠背PMOS

反向電流阻斷

反向電流是指系統(tǒng)輸出端的電壓高于輸入端的電壓，導致電流反向流過系統(tǒng)。

來源：

1. MOSFET用于負載切換應用時，體二極管變?yōu)檎蚱谩?/span>

2. 當電源從系統(tǒng)斷開時，輸入電壓突然下降。

需要考慮反向電流阻斷的場合：

• 功率多路復用供電采用mos控制時

• oring控制。ORing與功率多路復用類似，不同之處在于，不是選擇一個電源為系統(tǒng)供電，而是始終使用最高電壓為系統(tǒng)供電。

• 斷電時，特別是輸出電容比輸入電容大的多的時候，電壓下降的慢。

危害：
- 反向電流會損壞內(nèi)部電路和電源
- 反向電流尖峰還會損壞電纜和連接器
- mos的體二極管功耗上升甚至損壞

優(yōu)化方法

1）采用二極管
二極管，特別是肖特基二極管，天然具有反向電流和反極性保護的功能，但是成本高，反向漏電流大，需要散熱。

2）采用背對背的mos
兩個方向都可以阻斷，但是占板面積大，導通阻抗大，成本高，在mos工作時，不能提供反向阻斷。

下圖中，控制三極管導通時，其集電極為低，兩PMOS導通，當三極管關(guān)斷時，若輸出比輸入高，右側(cè)mos體二極管導通，使得其D級為高，使得G級為高，左側(cè)mos體二極管不通，同時由于mos的VSG為體二極管壓降達不到門檻電壓，所以兩mos關(guān)斷，這樣阻斷輸出到輸入的電流。

3）反向mos
反向mos雖然可阻斷輸出到輸入的反電流，但缺點是從輸入到輸出總有一條體二極管通路，而且不夠智能，當輸出大于輸入時，不能關(guān)斷mos，還需加電壓比較電路，所以就有了后來的理想二極管。

4）負載開關(guān)
5）多路復用
多路復用：從兩個或更多個輸入電源之間選擇其中一個為單個輸出端供電。
6）理想二極管
形成理想二極管有兩個目標，一個是模擬肖特基，二是必須有輸入輸出比較電路，來使其反向關(guān)斷。

反極性保護

反極性指的是電源或者電池輸入的正負極接反。

危害

對MCU、DC/DC轉(zhuǎn)換器或其他集成電路的靜電放電（ESD）二極管，連接的電池或者有極性的電容造成嚴重損壞。

優(yōu)化方法

1）使用肖特基二極管

2）高壓側(cè)使用pmos
當電源正接時，體二極管導通后，pmos導通，當電源反接時，pmos的g為正，vgs大于0導致pmos不通，且體二極管也不通，保護了后級電路的影響。

3）低壓側(cè)使用nmos
原理同高壓側(cè)使用pmos。

使用用分立mos搭建的缺點是：

• 缺少反向電流阻斷

• 低壓下pmos的導通電阻大，導致功耗大

• pmos貴

• 地上有波動，所以nmos放地上大概率不用。

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