在直流系統中，比如汽車電子設計中，當電池接反時，使用電池作為電源的電路可能會損壞，所以一般需要反向電壓保護電路。其實用MOSFET作為反向保護電路一般比較少，原因成本比較高，最常見的方法是使用二極管，然而，二極管壓降很高，這將在低壓電路中產生問題，這就是電池反向保護中一般使用 MOSFET 作為防反接器件的原因，因為它的導通電壓降非常低。

1.P溝道 MOSFET 作為反向電壓保護電路的原理

增強型MOSFET有兩種類型，分別是N通道或P通道，它們都非常適合作為反向電壓保護器件，今天我們主要講解一下基于P溝道MOSFET反向保護電路的設計。下圖說明了如何使用 P 溝道MOSFET作為反向電壓保護的電路連接。需要注意的是MOSFET必須安裝在電源端。其中漏極D必須連接到電池的正極，柵極必須連接到系統接地端。

當電源電壓存在時，電流將流向MOS管的體二極管。體二極管將導通，因為電池電壓高于體二極管的正向偏置電壓。MOSFET源極的電壓將為電池電壓減去體二極管壓降。簡而言之，這是一個比較低的電壓水平。MOSFET的柵極連接到地，這意味著施加到柵極到源極的電壓為

VGS = VG – VS

其中VG = 0V，所以：

VS = Vbattery – Vdrop（這是一個正值）

所以，

VGS = VG – VS = 0V – 正電壓 = 負電壓

一旦施加到柵極到源極的電壓為負電壓，PMOS將處于導通狀態，電流將流向PMOS導通通道，不在流經體二極管，原因是PMOS的導通電阻很小，那么流經它的電流產生的壓降也是很小，從而無法達到體二極管的導通壓降，體二極管自然就關斷了。

2.P溝道MOSFET作為電池反向保護的基本設計要求

a. 柵源閾值電壓

柵極到源極上施加的負電壓必須滿足PMOS的電平要求。下面是某MOSFET規格書中的柵極到源極閾值電壓。可以看出為了打開MOSFET，電源電壓和體二極管之間的差值必須高于-1V才行。對于低壓系統，最好選擇柵極到源極閾值電壓非常低的 MOSFET。

b. 最大柵源電壓

MOSFET的最大柵源電壓規格不得超過規格書中的限制，否則PMOS會受到損壞：

c. 額定電流

PMOS的額定漏極電流必須高于流入它的實際電流：

d. 額定功率

額定功率至關重要，因為這是 MOSFET散熱能力有限。計算出的功耗必須低于器件的額定值。下面的規格書中指的是 25℃時的額定功率為8.3W。因此，實際工作的功耗必須低于此值，并留有足夠的余量。

e.工作溫度范圍

還需要注意MOSFET的工作環境溫度以超過其最大結溫范圍。

審核編輯：符乾江