Обратная характеристика силового MOSFET

Итак, я разрабатываю схему защиты от обратной батареи с использованием полевого МОП-транзистора, следуя этим примечаниям по применению TI . Я протестировал его, он отлично работает, Rds (on) низкий, как и ожидалось. Однако мне это не очень удобно, так как ток сток-исток перепутан. Вот схема:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Мой вопрос: когда можно с уверенностью предположить, что МОП-транзистор будет вести себя так же при прохождении тока в обратном направлении? Что может пойти не так? Могу ли я быть уверен, что рассеиваемая мощность не будет скомпрометирована?

Ответы (2)

Вот (упрощенные) правила, которым подчиняется N-канальный МОП-транзистор:

  • Если напряжение между затвором и истоком больше порогового значения, ток может протекать между истоком и стоком (в любом направлении).
  • Если напряжение стока ниже напряжения истока, то ток течет от истока к стоку, даже если затвор не срабатывает (из-за корпусного диода - и есть небольшое падение напряжения).

Вот и все. Теперь, вот как это работает в вашей ситуации: поскольку вам нужна защита от обратного напряжения, полевой МОП-транзистор не может быть в другом направлении, потому что диод в корпусе будет пропускать ток, питая ваше устройство обратным напряжением. Таким образом, MOSFET должен быть таким. Но поскольку мы хотим избежать падения напряжения на корпусном диоде, затвор привязан к +BAT , поэтому полевой транзистор работает, когда батарея находится в правильном положении. Тогда результат будет таким же, как если бы у вас был небольшой резистор (MOSFET RDSon ) параллельно диоду корпуса, что значительно уменьшило нежелательное падение напряжения.

Нет никаких причин, по которым это должно плохо влиять на МОП-транзистор. Каким бы ни было направление тока между стоком и истоком, МОП-транзистор может справиться с этим (при условии, что вы находитесь под его абсолютным номиналом).

И последнее: вы беспокоитесь о рассеивании мощности. Мощность, рассеиваемая MOSFET, равна Vds , умноженной на ток Ids (без учета тока через затвор). Или, по-другому, RDson * Ids² , когда он проводит. Вы можете оценить это очень легко. И, опять же, это не зависит от направления тока ( включенный МОП-транзистор не хуже проводит в обратном направлении - на самом деле, он будет даже немного лучше в обратном направлении из-за корпуса диод параллельно).

В этом знаке MOSFET отсутствует одна конкретная вещь, которая действительно могла бы ответить на ваш вопрос, - обратный диод. МОП-транзистор на самом деле не заботится о том, перевернут ли он в цепи, это похоже на переключатель, который должен быть разомкнут достаточным Vgs. Когда батарея подключена правильно, ток может протекать через обратный диод, создавая небольшое падение напряжения, достаточное для того, чтобы Vgs превысило некоторое пороговое напряжение. После открытия MOSFET о существовании обратного диода можно забыть. Ток течет, и на МОП-транзисторе существует лишь небольшое падение напряжения, определяемое Rds. Когда батарея подключена в обратном направлении, Vgs равно нулю, поэтому ток не может течь.

Я бы посоветовал вам использовать защиту от обратной батареи PMOS или защиту от обратной батареи NMOS с зарядным насосом, потому что таким образом все, что должно быть подключено к земле, подключается к земле батареи, а не к истоку вашего транзистора.