用MOS做高側(cè)開關(guān)時(shí)，PMOS比NMOS更便于控制：1、不用額外的電荷泵升壓;2、只要將柵極拉低和置高就能控制通斷。隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步，PMOS在導(dǎo)通內(nèi)阻上的參數(shù)也逐漸好轉(zhuǎn)，使得PMOS在電流不是特別大、對(duì)壓降不是特別敏感的高側(cè)開關(guān)場(chǎng)合，拓寬了應(yīng)用。

　　下面列舉一些PMOS做電源防倒灌、防電源反接、固態(tài)開關(guān)的電路。

　　1、PMOS防電源反接(電流倒灌實(shí)例)

　　上述兩張圖的電路可用于防電源反接，但不防電源倒灌，來(lái)分析這個(gè)電路：

　　1、電源從左側(cè)正常輸入時(shí)：

　　當(dāng)VCC有效時(shí)，PMOS的體二極管率先導(dǎo)通，隨后S極的電壓由先前的0V變成了(VCC-0.7)，此時(shí)Vgs = 0 -(VCC-0.7)= -VCC+0.7。

　　一般PMOS的G極導(dǎo)通閥值為-1~2V，而絕大多數(shù)的電源電壓差都要超過這個(gè)值。故Vgs超出G極導(dǎo)通閥值，Q1完全導(dǎo)通。

　　隨著Q1完全導(dǎo)通，Q1的DS兩端的電位差被拉低到 (此時(shí)的導(dǎo)通內(nèi)阻 x 流過的電流)，這個(gè)值一般都很小，遠(yuǎn)小于0.7V，Q1的體二極管被短路關(guān)斷，并且Q1持續(xù)導(dǎo)通。

　　之后VCC向負(fù)載正常供電。負(fù)載的電壓取決于MOS的壓降，壓降為 MOS的導(dǎo)通內(nèi)阻 x DS電流。較小的導(dǎo)通內(nèi)阻可獲得很低的壓降、很低的發(fā)熱、很高的負(fù)載效率。因?yàn)镸OS的導(dǎo)通內(nèi)阻通常為幾mΩ~幾十mΩ，在幾A的電流下壓降僅僅0.0x ~ 0.xV，比肖特基二極管的0.3V更為高效。(并且二極管的壓降并不是固定的，根據(jù)二極管的特性曲線得知，電流越大壓降也會(huì)變得越大，所以現(xiàn)在的高效率電路都在用MOS來(lái)替代二極管，如DCDC的同步整流方案：省略了外部的二極管，降低了整體發(fā)熱，提高了輸出效率，提高了可輸出電流，便于集成為單芯片轉(zhuǎn)換器，減少了占地面積)

　　因?yàn)镸OS的開通速度非常迅速，所以不用擔(dān)心體二極管因電流過大造成損壞，器件的電流上升都有一個(gè)過程，而在過程剛開始的幾ns，可能PMOS就已完全導(dǎo)通，體二極管之后就會(huì)被短路關(guān)斷。

　　注意：圖上的穩(wěn)壓管D1，是為了防止VCC>12V，造成MOS的G極損壞。分析電路時(shí)，可去掉穩(wěn)壓管來(lái)分析。

　　2、VCC和GND反接，電路保護(hù)：

　　因?yàn)镼1的體二極管反接，始終處于關(guān)斷狀態(tài)，即使負(fù)載為0Ω的通路，S極的電位也始終保持與G極相等，Q1始終處于關(guān)斷狀態(tài)。電路關(guān)斷，起到電源反接保護(hù)的作用。

　　如果覺得不夠形象，可看視頻：PMOS用于保護(hù)電源反接

　　2、電源倒灌的情形

　　還是上面那兩張圖，如果假設(shè)負(fù)載是個(gè)電池，而VCC并不是一直供電的情況。

　　負(fù)載輸出電流，會(huì)造成負(fù)載向左側(cè)電源端的電流倒灌：

　　假設(shè)右側(cè)的負(fù)載就是個(gè)電池，電壓為Vb。

　　當(dāng)VCC無(wú)效時(shí)，PMOS的S極直接連接負(fù)載電源，G極電位為0。此時(shí)Q1的 Vgs = 0 - Vb。故只要負(fù)載輸出的電壓Vb 超出 Vgs最小導(dǎo)通閥值，就會(huì)造成PMOS導(dǎo)通，電流從右向左倒灌。進(jìn)而可能引起電路上的一系列故障。

　　并且圖2因?yàn)榉€(wěn)壓管在左側(cè)，需要PMOS先開通才能鉗位Vgs，極端條件下很有可能造成MOS損壞。

　　那怎么處理，在上述條件下，電流的倒灌??

　　3、固態(tài)繼電器電路(防倒灌，需要一個(gè)I/O額外控制開關(guān))

　　可以防電流倒灌，并且不需要額外控制I/O的電路，還沒找到。(如果真的有，那用處就很多了，如：理想二極管、單向開關(guān)。NMOS的理想二極管芯片太貴了，還望知情人士指導(dǎo))

　　但可以通過增加一控制I/O，控制開通。并且能在主動(dòng)關(guān)斷時(shí)，防止倒灌。

　　如上這個(gè)電路，這個(gè)電路廣泛使用在 電源管理、充電控制上，可參照這個(gè)手冊(cè)第4/5頁(yè)面：

　　IP2716 集成PD、QC高壓快充協(xié)議的電源管理 SOC

　　這個(gè)電路好就好在它是個(gè)雙向開關(guān)，而且可完全控制開通/關(guān)斷，完全可以替代機(jī)械繼電器來(lái)做固態(tài)繼電器(前提是輸入的信號(hào)電壓不能太低，起碼超出PMOS的G極導(dǎo)通電壓范圍)。

　　下面來(lái)分析原理：

　　CONTROL電平為高，電路開通，雙向?qū)ǎ?/p>

　　如CONTROL電平為高，則Q4 NMOS開通，Q2、Q3的G極電位均被拉低到0V。

　　Q2的體二極管率先導(dǎo)通，Q2的S極電平為VCC-0.7V，因?yàn)镚極電平為0，所以滿足開通條件，Q2完全導(dǎo)通。

　　而Q3此時(shí)的S極與Q2的S極相連，電位相同，均為VCC。并且G極電平為0，也滿足開通條件，Q3也完全導(dǎo)通。之后VCC向負(fù)載正常供電。

　　反過來(lái)，如果VCC=0，而負(fù)載是電壓源，也同樣導(dǎo)通，只不換成了Q3的體二極管先導(dǎo)通，然后再輪到Q2。

　　CONTROL電平為低，電路完全關(guān)斷：

　　CONTROL電平為低，Q2、Q3都會(huì)被關(guān)斷，并且R2持續(xù)上拉，保持Vgs=0，兩個(gè)PMOS全部處于完全關(guān)斷狀態(tài)。并且因?yàn)镼2、Q3的體二極管是反向串聯(lián)的，所以無(wú)論從左還是從右側(cè)，流經(jīng)DS的電流只有反向漏電流，幾乎是沒有的。

　　4、與之類似的開關(guān)電路還有

　　上面的開關(guān)電路固然非常好，但需要的元件數(shù)量的比較多，并且需要串聯(lián)兩個(gè)PMOS，會(huì)對(duì)負(fù)載效率和成本造成一定的影響。

　　如果只由一側(cè)向另一側(cè)供電，不考慮也不存在電流倒灌的情景。(實(shí)際中大多是是這種情景)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)高側(cè)開關(guān)的話，可以是下面這種樣式：

　　下圖能控制開通/關(guān)斷，但不能防止電流倒灌。(體二極管會(huì)導(dǎo)通)