在电子电路设计中，电源反接是一个可能导致电路损坏甚至引发安全事故的问题。为了避免这种情况的发生，各种防反接电路应运而生。下面我们将对常见的防反接电路进行深入解析，尤其聚焦于 MOS 管防反接电路。

经典防反接电路

1. 二极管防反接

这种电路利用二极管的单向导电性，将电源的正极与负极相连。当电源极性正确时，二极管正向导通，电流可正常通过；而当电源极性反接时，二极管反向截止，电流无法通过，从而实现防反接功能。然而，该电路存在明显缺点，经过二极管后会产生压降，这会拉低负载电路的电压，影响负载的正常工作。

2. 整流桥防反接保护电路

整流桥由 4 个二极管组成，能自动纠正电源的正负极性。当电源极性正确时，整流桥输出与电源输出相同；当电源极性反接时，整流桥会自动调换电源正负极性。不过，此电路会产生两个二极管的压降，同样会拉低负载电路电压。

3. PMOS 管防反接

该电路使用 PMOS 管作为开关。当电源极性正确时，MOS 管导通，电流正常通过；当电源极性反接时，MOS 管截止，电流无法通过。MOS 管的导通电阻极小，导通压降可忽略不计，这是其显著优点。

与正常 MOS 管应用电路不同的是，此处 VDS>0，后续会详细解释。

4. 保险丝 + 稳压管防反接

此电路结合了保险丝和稳压管。当电源极性正确时，保险丝正常工作；当电源极性反接时，稳压管反向导通，保险丝熔断，切断电路，保护后级电路安全。它不仅能防止反接，还能防止过压和过流。

MOS 管防反接电路详解

1. VDS<0 的 MOS 管防反接电路

在电源正接时，PMOS 的寄生二极管截止。假设 VS = 5V，VG = 0V，则 VGS = 0 - 5V = -5V <-VGS (th)，PMOS 导通。但当电源反接时，寄生二极管会导通，电源与负载电路未完全断开，这种电路可靠性较差。

2. VDS>0 的 MOS 管防反接电路

当电源正接时，VS = 5V - 0.7V = 4.3V，VG = 0V，VGS = 0 - 4.3V = -4.3V <-VGS (th)，PMOS 导通。而在电源反接时，寄生二极管和 MOS 管都断开，电源与负载电路完全断开，可靠性高。

MOS 管寄生电容与 GS 端的串并联电阻

寄生电容

MOS 管存在寄生电容，如 C (GD)、C (GS)、C (DS)。寄生电容是指电感、电阻、芯片引脚等在高频情况下表现出的电容特性。一个电阻在高频下可等效为一个电容、一个电感和一个电阻的串联，低频时表现不明显，高频时等效值增大。MOS 管常需数十 K 乃至数 M 的开关频率，频率越高，交流成分越大，寄生电容会通过交流电流形成栅极电流，消耗电能并产生热量，不可忽视。MOS 管的寄生电容主要包括输入电容 (Ciss)、输出电容 (Coss) 和反向传输电容 (Crss)。输入电容是 MOS 管输入端施加信号时所需的电荷量，由栅极和源极、栅极和漏极之间的电容组成；输出电容是输出端施加信号时所需的电荷量，由漏极和源极、栅极和漏极之间的电容组成；反向传输电容是栅极施加信号时所需的电荷量，由栅极和漏极之间的电容组成。这些寄生电容会影响 MOS 管的开关速度和性能，在电路设计时需充分考虑，避免与外部电路冲突，确保电路正常运行。

GS 间的并联电阻

GS 间的并联电阻有两个重要作用。一是作为泄放电阻，释放寄生电容 Cgs 的电流；二是保证 MOS 管有效关断。当 G 级开路时，DS 端的电压会给 C (GD) 充电，导致 G 级电压升高，使 MOS 管不能有效关断。有并联电阻后，G 级开路时 GS 端等电位，可保证 MOS 管有效关断。

G 级串联电阻

G 级串联电阻也有两个关键作用。一是减小电流，它与 Ciss（Ciss = Cgd + Cgs）形成 RC 充放电电路，可减小瞬间电流值。二是减小振荡，MOS 管接入电路时，引线会产生寄生电感，与寄生电容一起形成 LC 振荡电路。开关方波波形包含多种频率成分，可能与谐振频率相同或相近，形成串联谐振电路。串联一个电阻可减小振荡电路的 Q 值，使振荡快速衰减，避免引起电路故障。

图 1：VDS<0 的 MOS 管防反接电路

图 2：VDS>0 的 MOS 管防反接电路