MOS管击穿烧毁,过压保护电路非常重要

出处:网络整理时间:2026-08-03
  在电路设计领域,电压波动是一个不容忽视的问题,特别是在进行电源设计时。输入过压可能会对电路中的元器件造成不可逆的损害,甚至导致整个电路系统瘫痪。因此,过压保护在电路设计中显得尤为重要。
  简单过压保护电路
  有一种较为简单的过压保护电路,其电压保护阈值和电路中的稳压二极管的稳压值密切相关。
   当输入电压小于稳压管的稳压值时,稳压二极管处于截止状态。此时,三极管的基极被上拉到电源正极,与发射极之间的压差几乎为 0,三极管截止。电阻 R3 将 MOS 管的栅极下拉到电源负极,使得 VGS <-VGS (th),MOS 管导通,整个电路能够正常供电。
  当输入电压高于电路的保护阈值时,稳压二极管导通,它将三极管的基极电压稳定为自身的稳压值。由于 R1 的分压作用,三极管的基极和发射极之间产生了压差,从而使三极管导通。三极管导通后,将 MOS 管的栅极短接到电源正极,此时 VGS = 0,MOS 管截止,电路中的电流通路被切断,进而起到保护作用。
  然而,这种简单的过压保护电路存在一个非常致命的缺点。当电压正常时,MOS 管的栅源电压差为电源电压。如果设计的电压阈值很大,MOS 管的栅源电压值也会非常大,这很可能会导致 MOS 管被击穿烧毁,从而使整个保护电路失效。
  更安全的过压保护电路
  为了克服上述简单过压保护电路的缺陷,有一种更加安全的过压保护电路被设计出来。该电路采用了两个三极管进行控制,并且在 MOS 管的栅极和源极两点之间并联了一个稳压二极管,以此来保护 MOS 管。
   当输入电压正常时,稳压二极管 D2 截止,Q1 的基极被下拉到电源负极,与发射极的压差几乎为 0,所以 Q1 截止。此时,Q3 的基极电压为两个电阻的分压值,与发射极之间存在一定的压差,因此 Q3 导通。MOS 管的栅极电压为 R8 和 R9 的分压值。为了保证 MOS 管处于导通状态,需要使 MOS 管的栅源电压差值较大,所以 R8 要远大于 R9。当栅源电压过大时,D3 被击穿,它将栅源电压稳定在一个安全的值,确保电路能够正常工作。
  相反,当输入电压超过阈值时,Q1 导通,它将 Q3 的基极下拉到电源负极,导致 Q3 截止。此时,MOS 管的栅极被上拉到电源正极,MOS 管截止,从而切断电路中的电流通路,起到保护作用。
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