MOS管电路求解一下

Pornlin

canatto

kings9527110 发表于 2020-5-29 11:19
“然而这个电压是经过近10K电阻接入栅极，保护动作电流只有零点几毫安，不会烧毁任何器件，绝缘栅更因为 ...

你的确看图比我仔细，我没注意到楼主应用电路中源极悬空这个特点。这里更正一下，控制电压为+12V、V_USB输入为0V 的情况下，因源极悬空，AO3415内部的栅极保护二极管不会发生击穿保护动作，栅极G与漏极D之间会保持大约10.9V电压，源极S因为悬空，其电压会保持在栅极电压附近并略低于栅极电压。

显然这种条件下电路和器件是安全的，不会有任何元件击穿。

- N5 N- ?- g' W& P0 T0 zAO3415数据手册规定的Vgs范围+/-8V是栅极保护二极管动作电压决定，楼主应用电路中不存在Vgs超过该范围的状况，也不存在超过AO3415任何其它极限参数的状况，所以这个电路并不存在所怀疑的隐患。

topwon

kings9527110 发表于 2020-5-29 15:11
哈哈，还真有人科普啊。你也是版主，那你同意那位版主说的吗？这个保护管能否起到保护作用？

- o7 ]' u5 Y; M5 W1 n  K, I我只是打酱油的。随便说点个人看法。
按照楼主的电路，和你设置的特殊条件，只有+12V存在，+5.0V和V_USB都没有建立.1,不考虑5V与地之间的电路等效电阻，也就是5V电源完全悬空，那么S极应该也是悬空状态吧？此时G、S、D三脚电压基本相等，应该没有电压差，自然也没有超限的问题。


2，假设5V与地之间的电路有一定的等效电阻，比如100K欧，S极-Q2体二极管阴极-Q20体二极管阳极-D极-100K电阻-地，此回路电流极小，所以电压差极小，S极基本与地等电位，会存在Vgs=-10.9V超过-8V的问题。
8 ~( e5 M. o, T) l
3，在G和S之间加一个齐纳稳压管（8.2V）来模拟前文所说的MOS管内置保护管，仿真结果看，Vgs是被钳位在一个比较低的电压-1.68V（实际电压应该与稳压管和限流电阻的参数有关，我这里是随便找了一个）。

所以，我的初步看法是，如果MOS管的确内置有G-S稳压保护管的话，G极前面又有限流电阻，应该是可以做到防止Vgs超限。
: P3 _& r" ~' o3 \* r( W( Q这方面我也不是专家，只是提出一个仿真验证方案，不一定符合实际情况，大家可以一起思考。

Snubber

topwon 发表于 2020-5-22 13:32
当没有12V的时候，Q1体二极管先导通，此时S极电压5V，G极电压0V，Vgs=0-5V=-5V，Q1和Q2的mos管都开始导通， ...

版主您好，没有12V 的时候Q1体二极管先导通，这个是怎么解释呢？由于这两MOS 是共源极，我认为没有12V 的时候，Q1 ，Q2体二极管都导通了呀。

canatto

Pornlin 发表于 2020-5-22 11:04
没记错的话这两个是PMOS，当为+12V时，Ugs=5.9V 应该会把两个管子都关断。

你说的对。我没仔细看原理图，以为用的是NMOS管。谢谢指出。不过两种极性管子都可以用相同接法做成固态继电器，不同的是控制逻辑反过来。

  r8 @; i- T6 R; [楼主的电路，当+12V控制电压为0V时，电路导通，当+12V控制电压为+12V时，电路截止。
$ J  G' @; h' }5 u* J

s471513142

8 F% v9 k: U4 J  R& T
仅从电路上分析：
1. 12V没电，V_USB或 5V任意一个有电都会导致另一端有电，就是一个双通啊。
2, 12V有电，Q1,Q2通道关闭
8 M9 C) W# |/ o

topwon

至于为何此处需要用两个Pmos管，而不是只用Q2一个来实现5V的控制呢？如果没有Q1，在12V存在的情况下，整机设计中我猜大概率会由12V生成+5.0V，这样+5.0V会由Q2的体二极管给V_USB(有可能是接了外部电池）反向供电，而加上了Q1，就能阻断电流，解决这个反向供电的问题了。

topwon

当没有12V的时候，Q1体二极管先导通，此时S极电压5V，G极电压0V，Vgs=0-5V=-5V，Q1和Q2的mos管都开始导通，V_USB给+5.0V供电。
1 V- X! s' }% g: o% \当有12V的时候，Q1体二极管先导通，此时S极电压5V，G极电压=12*100/(100+10)=10.9V，Vgs=10.9-5=5.9V，Q1和Q2的mos管都关闭，V_USB不给+5.0V供电。

matt

学习学习，看看大神的解释

canatto

这个是典型的固态继电器接法。两管共栅极、共源极，沟道同时导通、关断，导通时沟道电阻是两管Rds-on之和（一般几十毫欧），关断时两管的寄生二极管互相顶死，不会形成导电通路。+12V提供栅极控制电压，当它为零时，栅极相对源极为负电压，当它为+12V时，栅极相对源极大约有+5.9V电压，足以满足沟道完全导通条件。
4 X' b3 ~3 |4 v2 L: ^% I7 x更正：感谢Pornlin的指正。上面分析没注意到MOS管是P沟道的，所以控制逻辑应该正好反过来。

; a, i1 ?6 a! k& G1 H; K7 R“你说的对。我没仔细看原理图，以为用的是NMOS管。谢谢指出。

两种极性管子都可以用相同接法做成固态继电器，不同的是控制逻辑反过来。 楼主的电路，当+12V控制电压为0V时，电路导通，当+12V控制电压为+12V时， 电路截止。”
; }/ x5 l" k' a* o$ q2 z/ U

云海之波

有问题哦，GD -4.5V就导通，G级最高只能+8V。

Murphy

楼主，这个电路的应用场景是怎样的？单个电路图不方便分析。

lize314

Q1：隔离作用，相当于二极管；Q2:开关作用，VGS<VT<0时导通，图中VGS>0，Q2无法导通.

e真d相a

看看大神的解释

Timjiang

好厉害的电路

Pornlin

用于：5.0V后面接的是LDO，在外部有12V供电时用12V供电断开V_USB供电，在没有12V时用V_USB

Pornlin

canatto 发表于 2020-5-22 01:28
这个是典型的固态继电器接法。两管共栅极、共源极，沟道同时导通、关断，导通时沟道电阻是两管Rds-on之和（ ...

& Q( C! w, h5 ~; w没记错的话这两个是PMOS，当为+12V时，Ugs=5.9V 应该会把两个管子都关断。

Pornlin

Pornlin 发表于 2020-5-22 10:34
0 X7 ~9 u. T/ E用于：5.0V后面接的是LDO，在外部有12V供电时用12V供电断开V_USB供电，在没有12V时用V_USB

2 G; Z8 B1 p+ p4 t0 r1 U3 U' m& {基础不牢，就怀疑在控制导通的情况下，由于寄生二极管存在，MOS的D漏极S源极是不是双向导通通过电流的。目前看来在耗尽层减少形成导电沟道后是可以双向流通电流的。具体压降和损耗这个不会分析。

clp783

搞不清楚。

topwon

云海之波 发表于 2020-5-21 17:23
有问题哦，GD -4.5V就导通，G级最高只能+8V。

看AO3415规格书中的Vgs极限电压范围是-8V~+8V，图中电路参数应该没有超过这个极限（Vgs为-5V或+5.9V）。12V用两个电阻分压应该也是为了保证这个安全区的裕量足够。
3 n) U- X" R% @8 m* e
0 E/ W6 t' y3 I% h( S2 ]

topwon

Pornlin 发表于 2020-5-22 11:23
基础不牢，就怀疑在控制导通的情况下，由于寄生二极管存在，MOS的D漏极S源极是不是双向导通通过电流的。 ...

0 d7 G, ?3 D/ G8 a+ c5 `% ]3 AMOS管是否导通，应该只是受GS电压控制。DS之间的电流方向是没有关系的。事实上用PMOS管做的防反电路就是让电流从D流到S。可以把MOS管考虑为一个Rds阻值受Vgs电压非线性控制的电阻模型。