Защита от обратной полярности напряжения с использованием P-MOSFET

Если вы разбираетесь в корпусном диоде, то вы должны увидеть, что если вы подадите значительное отрицательное напряжение на вход, корпусной диод должен заблокироваться, иначе он передаст неправильную полярность на выход, что, вероятно, разрушит схему, к которой он подключен.

При нормальной работе (положительный вход) внутренний диод шунтируется сопротивлением канала Rds(on) МОП-транзистора. В режиме блокировки (отрицательный вход) и внутренний диод, и канал MOSFET блокируются.

У полевых МОП-транзисторов есть хитрый трюк: они могут работать в обоих направлениях благодаря своей симметричной конструкции. У полевых транзисторов с 3 выводами также есть проблема: внутренний диод будет проводить, когда полевой транзистор подключен и смещен в «обратном» направлении (Vds отрицательный для pFET), даже если полевой транзистор «выключен». Внутренний диод является побочным эффектом внутреннего соединения источник-подложка.

Во всяком случае, вот что делает схема:

• При входе +12 полевой транзистор работает в обратном направлении как через внутренний диод, так и через основной канал. Но поскольку полевой транзистор включен в состояние насыщения, ток через диод практически отсутствует: он закорочен. Это партийный трюк.

• При -12 в (перепутанный вход) основной канал отключается. Кроме того, корпусной диод смещен в обратном направлении. Так что ток не течет.

Если бы вы перевернули соединение полевого транзистора и подключили исток к +12, то есть «нормальному» способу, диод в корпусе будет проводить при переключении входа, даже если затвор-исток полевого транзистора смещен «выключено». Это противоречит цели схемы.

Еще одна вещь. Также можно использовать n-FET таким же образом, но на стороне GND. На самом деле это предпочтительнее, поскольку n-FET обычно имеют лучшие характеристики Rds (on), чем p-FET.

Вот симуляция, показывающая, как работает p-FET и как использовать n-FET ( моделируйте здесь ):

Подробнее здесь: Что делает эта простая схема?

А здесь: Двухнаправленный FET-переключатель. Является ли это возможным?

Вторая ссылка показывает больше трюков для вечеринок… то есть методов использования полевых транзисторов для передачи или блокирования сигналов, включая встречно-параллельные полевые транзисторы и полевые транзисторы с 4 выводами, которые имеют отдельное соединение с подложкой.

Наконец, для этого конкретного полевого транзистора (IRF5305) стабилитрон не нужен, так как его номинал Vgs составляет +/-20 В, что более чем достаточно для работы с 12 В.