一位同學(xué)在技術(shù)群里發(fā)了一道基礎(chǔ)的面試題,各有各的說法,甚至還用上了AI,多個AI軟件結(jié)果也不一致,群里意見都得不到統(tǒng)一,差點打起來了。
問:這個電路是干什么用的?為了大家看得更清楚,咱們把電路圖單獨拎出來看。
這電路很基礎(chǔ),大佬們看一眼就知道是咋回事了,本文的目的是照顧到大多數(shù)同學(xué)。
這個電路的作用,群里有三種說法:
說法1:這是一個三端穩(wěn)壓電路。
說法2:這是一個防倒灌電路。
說法3:這是一個防反接電路。
這其實就是個MOS管開關(guān)電路,咱們做硬件的,MOS管肯定是一個繞不過去的檻,必須把它吃透了,才能更好的理解和運用我們的電路,有關(guān)MOS管的一些基礎(chǔ)知識。
MOSFET的每個特性參數(shù)都講透了,干貨滿滿!
01 它是三端穩(wěn)壓電路嗎?
首先說,這肯定不是三端穩(wěn)壓電路,說它是三端穩(wěn)壓電路的同學(xué),我猜他應(yīng)該是這樣想的:
第一,它有一個穩(wěn)壓二極管;第二,它跟我們的三端穩(wěn)壓電源的電路結(jié)構(gòu)很像。
咱們來看一下正確的三端穩(wěn)壓電路,如下圖所示。
三端穩(wěn)壓電路也是一種線性穩(wěn)壓電源,它只能降壓、穩(wěn)壓,不能升壓。一般是在輸入直流電壓和負(fù)載之間串入一個三極管Q1,這個Q1實際工作在放大狀態(tài),通過自身承受一定的壓降(最好不要使用在壓降較大的場合,否則本身會發(fā)熱嚴(yán)重),實現(xiàn)降壓功能。
這個穩(wěn)壓管的作用是使三極管的基極電壓工作在某一個固定的值,電路輸出電壓的大小跟這個三極管的選型息息相關(guān)。這里不展開講了,網(wǎng)上資料很多。
那電路中的這個穩(wěn)壓二極管起到什么作用呢?
我們打開圖中所示型號FDMS86263P的MOS管規(guī)格書,它有一個很重要的參數(shù),這里寫的是VGS,電壓范圍在±25V之間。
它表示MOS管的柵極和源極之間能夠承受的最大電壓值,超過此電壓可能導(dǎo)致MOS管的柵極氧化層永久損壞。
為了避免這個問題的發(fā)生,有時候需要在MOS管的柵極和源極之間并聯(lián)一個穩(wěn)壓二極管,起到一個保護(hù)MOS管的作用。
02 它是防倒灌電路嗎?
防倒灌簡單說,就是防止電流從一個器件倒灌到另一個器件,從而保護(hù)整個電路系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。
也就是電流可以從輸入端VIN,正常流出到輸出端Vout。
但電流不能從輸出端Vout,反過來流入到輸入端VIN。
咱們這個是這樣的嗎?如圖:
從左到右,輸入電壓VIN,通過計算得出:
Vgs=Vg-Vs
Vgs=9.6V -(16V)
Vgs=-6.4V(<-2.9V,滿足MOS管開啟電壓要求,正常輸出)
從右到左,電流通過輸入電壓VOUT,穿過MOS管Q1的體二極管,到電壓VIN處。
綜上,該電路起不到防倒灌的作用。
關(guān)于防倒灌電路,大家可以參考我之前寫過的文章(直接點擊如下標(biāo)題進(jìn)入)
這個電路該怎么設(shè)計?點評幾位兄弟的電路圖,第四個有點意思
搞硬件這么久,燒過MOS,燒過運放,燒過板子,但燒電腦主機這是第一次
03 它是防反接電路嗎?
看到群里小伙伴的聊天記錄,我發(fā)現(xiàn)很多人根本沒搞清什么是防反接。
防反接的意思是:在電源的輸入端,輸入電源的正極,接板子的正極,輸入電源的負(fù)極,接板子的負(fù)極,在這種條件下,電路正常工作;在電源的輸入端,輸入電源的正極,接板子的負(fù)極,輸入電源的負(fù)極,接板子的正極,在這種條件下,電路正常工作。
舉個例子,像有些電源輸入端是這種2.0間距端子,一般兩個Pin為正極,兩個pin為負(fù)極,雖說端子防呆,但還是有可能接錯,所以很多場合都設(shè)計了防反接電路,這樣就算正負(fù)接反了,電路也能正常工作。
回到我們的電路,在電源的輸入端,輸入電源的正極,接板子的正極VIN,輸入電源的負(fù)極,接板子的負(fù)極GND,在這種條件下,通過之前分析可以知道,電路正常工作。
在電源的輸入端,輸入電源的正極,接板子的負(fù)極GND,輸入電源的負(fù)極,接板子的正極VIN。
因為穩(wěn)壓管是16V的,正常輸入電壓為16V。
可得出
- Vgs=Vg-Vs
- Vgs=6.4V-0
- Vgs=6.4V(>-2.9V,不滿足MOS管開啟電壓要求,MOS管關(guān)閉,VOUT=0V)
我后面仔細(xì)一想,其實以上算法不對,gs端被二極管鉗位為Vgs=0.7V,這個電壓也不滿足MOS管的導(dǎo)通條件。
綜上所述:
當(dāng)正接時,電路正常工作,VOUT=VIN
當(dāng)反接時,電路不能正常工作,VOUT=0
所以,該電路是防反接電路。如果這篇文章對你有幫助,別忘了點贊、收藏,并分享給更多需要的人!