MOSFET負(fù)載開關(guān)基本電路了解嗎？雙MOS如何設(shè)計分立式負(fù)載開關(guān)？

本文中，小編將對MOSFET負(fù)載開關(guān)予以介紹，如果你想對它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識，或者想要增進對它的了解程度，不妨請看以下內(nèi)容哦。

一、MOSFET負(fù)載開關(guān)基本電路

功率MOSFET是一種具有良好開關(guān)特性的器件：導(dǎo)通時其導(dǎo)通電阻RDS(ON)很??；在關(guān)斷時其漏電流IDSS很小。另外，它的耐壓范圍很寬，從幾十V到幾百V，漏極電源范圍寬，從幾A到幾十A，所以非常適合作負(fù)載開關(guān)。

N溝道MOSFET可以組成最簡單的負(fù)載開關(guān)，如圖1所示。負(fù)載接在電源與漏極之間（負(fù)載可以是直流電動機、散熱風(fēng)扇、大功率LED、白熾燈泡或螺管線圈等）。在其柵極上加一個邏輯高電平，則N-MOSFET導(dǎo)通，負(fù)載得電；在其柵極加一個邏輯低電平，則N-MOSFET關(guān)斷，負(fù)載失電。

圖1 用MOSFET組成的負(fù)載開關(guān)

從圖1可以看出，負(fù)載開關(guān)接是在電源與負(fù)載之間，用邏輯電平來控制通、斷，使負(fù)載得電或失電的功率器件。由于開關(guān)在負(fù)載的下邊，一般稱為低端負(fù)載開關(guān)。

如果負(fù)載是一個要求接地的電路（如功率放大電路、發(fā)射電路或接收電路等），則低端負(fù)載開關(guān)不能用，要采用高端負(fù)載開關(guān)。高端負(fù)載開關(guān)主要由P溝道MOSFET組成，如圖2所示。圖2(a)是由一個P-MOSFET與一個反相器組成的，圖2(b)是由一個P-MOSFET與一個N-MOSFET組成的。開關(guān)在負(fù)載的上面，稱高端負(fù)載開關(guān)。

圖2 高端負(fù)載開關(guān)

二、如何用雙MOS設(shè)計分立式負(fù)載開關(guān)？

在這部分，我們主要來設(shè)計一款具有反向電流保護的共漏極負(fù)載開關(guān)，共漏雙NMOS。

在一些應(yīng)用中，需要能夠阻斷兩個方向的電流，例如電池驅(qū)動應(yīng)用，其中應(yīng)防止電池在充電器連接器側(cè)短路等故障情況下放電，或在電氣故障導(dǎo)致連接電纜和交流適配器泄露的情況下放電。

更全面的負(fù)載開關(guān)功能包括反向電壓保護、反向電流保護，這些可以用共漏極或共源極配置的MOSFET實現(xiàn)。

阻斷反向電流的常見方法是使用二極管。但是使用MOSFET負(fù)載開關(guān)可以更有效地實現(xiàn)該功能。為了實現(xiàn)兩個電流方向的阻斷，必須將兩個MOSFET以相反的極性串聯(lián)。如圖3和 圖4 ，在這種情況下，如果不是兩個FET都打開，那么其中總有一個體二極管可以阻斷對向的電流。這種方法允許創(chuàng)建兩種反向驅(qū)動保護負(fù)載開關(guān)的替代拓?fù)?，背靠背連接漏極或源極，稱為共漏極或共源極。

圖3：反向電流保護共漏雙NMOS負(fù)載開關(guān)

圖3為共漏極雙NMOS高邊負(fù)載開關(guān)，與單NMOS高邊負(fù)載開關(guān)一樣，需要有高于Vin的HV_Ctrl驅(qū)動。

圖4：反向電流保護共漏雙PMOS負(fù)載開關(guān)

圖4為共漏極雙PMOS高邊負(fù)載開關(guān)，與單PMOS高邊負(fù)載開關(guān)一樣，Ctrl端需要可以達到接近等于或高于Vin的電平，若不能直接施加，則需要增加一個三極管或者MOS管驅(qū)動G極。

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