已结束：【每日话题】MOS管还可以背靠背连接？

2023-2-6 16:30

#每日话题# #有奖活动#

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10家园币于2023.02.07下午14:49发放完毕！

今天分享一个简单的电路，如图1所示，这个电路在电源管理、充电控制等很多应用中都可以见到。但是，应该会有不少小伙伴还不清楚这是干啥用的，也不清楚为什么要用两个PMOS实现通断。
所以，今天我们就来简单聊一聊这个话题。

图1

首先，我们补充一下MOS开关管的基本知识，方便后面更好地理解电路。
关于MOS管，简单说三点（不懂的可以自行上网查阅）：
其一，MOS管可以分为NMOS和PMOS，如图2所示。
其二，有的电路符号中还会把MOS管的体二极管画出来，如图3所示，其体二极管方向的判断方法如下：
• 对于NMOS，体二极管由S极指向D极
• 对于PMOS，体二极管由D极指向S极

图2 MOS分类及符号

图3 MOS管体二极管
其三，它的通断特性是怎样的呢？简单来说：• N沟道：UG>US时导通（简单认为，UG=US时截止）• P沟道：UG<US时导通（简单认为，UG=US时截止）接下来，我们再分析一下其基本工作的原理。当KEY输出为低电平时，Q1的栅源电压Vgs=0，Q1不导通。因为Q1不导通，所以Q2的栅源之间电压相等，所以Q2也不导通，所示VOUT没有输出。当KEY输出为高电平时，Q1的栅源电压Vgs>Vgs(th)，Q1导通。A点电位变为低，Q2因为有体二极管的原因，所以B点电压为VIN-0.7。对于Q2来说，Vgs=0-(VIN-0.7)=0.7-VIN<Vgs(th)，所以Q2导通，Q2导通后进而导致B点电压变为VIN。对于Q3来说，栅源电压Vgs=0-VIN=-VIN<Vgs(th)，所以Q3也导通，进而整个电路导通，实现VIN到VOUT的输出。电阻R1的作用，防止MCU无输出时，MOS管误触发。最后留个小问题：为什么要用两个PMOS管背靠背连接？一个不行吗？大家可在本帖下方回帖探讨。

以上文章来源于8号线攻城狮，作者Brain

所以今日话题是：为什么要用两个PMOS管背靠背连接？一个不行吗？

话题奖励如下：

1、先到先得，前11名参与探讨的用户可获得二姨家定制玩偶一份；

2、所有参与回帖的用户，都可获得10家园币（家园币可以兑换礼品）。

活动最终解释权归21ic所有！

2023-2-6 16:34

本帖最后由 6552918 于 2023-2-6 16:37 编辑

在某些场景下可以这么连接

当KEY输出为低电平时，Q1的栅源电压Vgs=0，Q1不导通。因为Q1不导通，所以Q2的栅源之间电压相等，所以Q2也不导通，所示VOUT没有输出。

当KEY输出为高电平时，Q1的栅源电压Vgs>Vgs(th)，Q1导通。A点电位变为低，Q2因为有体二极管的原因，所以B点电压为VIN-0.7，所以对于Q2来说Vgs=0-(VIN-0.7)=0.7-VIN<Vgs(th)，所以Q2导通，Q2导通后进而导致B点电压变为VIN，此时对于Q3来说，栅源电压Vgs=0-VIN=-VIN<Vgs（th），所以Q3也导通，所以整个电路导通，实现VIN到VOUT的输出。

电阻R1的作用，防止MCU无输出时，MOS管误触发。

2023-2-6 16:35

本帖最后由 forgot 于 2023-2-6 16:40 编辑

因为体二极管的存在，用一个PMOS的话就单向直接导通了无法关闭哦。这种背靠背MOS电路在电池保护板的CO和DO控制用的多。

2023-2-6 16:45

Q2和Q3导通时，左右两边加压12V并联增加电流，为的是提高VIN的带载能力，也就是说，VIN负载电流比较大，用两个PMOS管分流。

2023-2-6 16:54

典型的电池防反接电路啊，保护电池用。可以通过单片机控制充电的开启与关断。嘿嘿

2023-2-6 16:56

起到保护作用。

2023-2-6 17:07

锂电池的过冲和过放保护电路就是用的两个MOS管背靠背连接

2023-2-6 17:08

一个P-MOS 导通后，关断不了。使用两个P-MOS 保证能够及时关断。

2023-2-6 17:12

两个并管可以实现双向电流流动，请自行分析，当只需要单向供电的时候，我经常只用一个管哦！省成本啊

2023-2-6 17:13

最近正在看这个，就是保证可以完全关断，因为两个MOS管的体二极管刚好相反，还能防止电流倒灌

2023-2-6 17:16

主要还是放置电源倒灌到VIN。因为MOS有体二极管，VOUT有电压的话会倒灌到VIN

2023-2-6 17:17

隔离防护，防止误触发。后端如果短路，切断保护前端电源。

2023-2-6 17:26

感觉像是可以双向供电

2023-2-6 18:48

本帖最后由 han0097 于 2023-2-6 18:55 编辑

我感觉他们说的防倒灌比较靠谱，不过我一般只带负载，用的一个。

2023-2-6 18:49

6552918 发表于 2023-2-6 16:34
在某些场景下可以这么连接当KEY输出为低电平时，Q1的栅源电压Vgs=0，Q1不导通。因为Q1不导通，所以Q2的栅源 ...

你这是抄阅读理解啊！

2023-2-6 18:52

woai32lala 发表于 2023-2-6 17:07
锂电池的过冲和过放保护电路就是用的两个MOS管背靠背连接

能否贴个过冲过放保护电路的原理图瞧瞧呢？

2023-2-6 19:19

应该是可关可开，个人理解。

2023-2-6 20:11

如果按照图示的话，必须使用2个PMOS，因为用一个会由于体二极管泄露到VOUT。如果将Q2 DS交换下，使用1个PMOS在某些应用场景也是可以的。

2023-2-7 08:24

只有一个PMOS的情况下，只能控制一个方向，即一个方向是关闭的
那么，如果1个PMOS控制IN->OUT的放电，那么OUT给IN充电，只有在确定不存在这种可能的情况下可以省一个PMOS

另外，常见的电路是两个PMOS单独控制
用於电池包的充放保护电路

2023-2-7 08:52

用过类似电路，主要还是由于MOS管内部存在体二极管的原因，所以采用背靠背的设计方法

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