01.12 直流供電電源的防反接電路類型

直流供電電源電路中，電源存在正負極性，電路中芯片（IC）等有源器件供電需要極性正確，大小合適的直流電才可正常工作或者存在極性電容，電源接入同樣也需要正確的極性，以防止電子元器件損壞，所以電路通常需要防反接措施。

下面介紹幾種常用的防反接電路：

1、無源器件二極管當防反接關鍵器件

二極管防反接電路，如下電路，二極管D5是防反接器件，這是利用了二極管的單向導電性原理，二極管是無源器件，內部PN結特性具有正向導通，反向截止的特性。

二極管式防反接電路

二極管實物示意圖

圖中"藍色"路徑是正確極性的電流通路，"紅色"路徑是反接情形，通路則被二極管阻擋，無法流通。

優點：電路簡單、易於實現

缺點：由於二極管PN結存在導通閾值，因此損耗較大

二極管的選擇，一般情況下選擇肖特基二極管，原因是同等規格下肖特基二極管的管壓降VF相對較小，損耗也較小

2有源器件MOSFET當防反接關鍵器件

（1）N溝道MOSFEET，如圖中的Q5是有源器件，當電源機性正確時，門極"G"大於源極"S"的電位，MOSFET飽和導通，通路如"藍色"路徑，當反接時，MOSFET處於截止狀態從而阻止電流流通。

N溝道MOSFET防反接電路

N溝道MOS實物及電路符號示意

場效應管MOSFET，如圖是N溝道型，正向導通時，電流由源極"S"流向漏極"D"，平時我們可能見到多數情況下是電流由漏極"D"流向源極"S"，這裡需要理解MOSFET的特性，由於場效應管MOSFET是一種載流子（N型是電子）形成的溝道導電，導電過程沒有如三極管和IGBT的PN結參與，所以只要開通，導電就具有雙向性，就如同一根導線，不可理解為電流從寄生體二極管流過，因為寄生二極管一般情況下特性較差，VF大，電流走的是低阻抗的溝道，即源極—漏極通路。

（2）P溝道MOSFET，圖中Q6，通上路徑。

P溝道MOSFET防反接電路

P溝道MOS電路符號及實物示意

場效應管MOSFE，如圖是P溝道型，電導機理也是溝道導電，只不過多子載流子是空穴，其餘功能同N溝道相同，也是防反接的關鍵器件。源極"S"大於門極"G"時，P溝道MOS飽和導通。

優點：使用MOSFET的防反接電路，同等規格下，損耗較小，因為MOSFET飽和導通後溝道電阻可以是幾個毫歐（低壓MOS的導通電阻相對高壓的會小很多）

這裡需要明白，MOSFET衡量靜態損耗（無開關動作，要麼是常開狀態，要麼是斷開狀態），我們提到的參數是Rdson，是導通電阻，這是因為是溝道型單載流子導電的結果，無PN結參與；而三極管和IGBT是PN結導電，不同於溝道，所以衡量損耗時，在開通狀態下，我們經常提到的是飽和壓降Vcesat，這個必須要區分清楚。

還有，MOSFET型的防反接電路，我們通常用N溝道MOSFET，這是因為同等規格下N溝道MOSFET導通電阻Rdson更小，價格更加便宜，易於購買。

缺點：由於是有源器件，需要驅動電路，因此電路結構相對複雜。

圖中器件，ZD1和ZD2是穩壓二極管或TVS，用於保護MOSFET門極擊穿損壞；門極和源極電容C6和C7是濾波作用，反之干擾尖刺對MOSFET誤開通或誤關斷（壓控性器件容易被幹擾）。