MOS场效应管导通电流，从D到S，S到D方向可随意吗

MOS管体二极管能过多大的电流

初学从NMOS开始，电流方向从D到S。

 

实际应用电路

NMOS会有电流从S到D的情况

NMOS管防电源反接电路，但实际电路需要多考虑一些因素。

 

在电源正常接入时

 

电源正极VCC经过后级负载电路接到体二极管，那么体二极管就会导通，于是此时S极的电压就约为0.7V左右（体二极管导通电压）。

同时栅极G极接的是VCC，所以

Vgs=Vcc-0.7V>Vgsth

NMOS管会导通

NMOS管导通之后，导通压降基本为0

那么Vgs=Vcc，MOS管维持导通状态。

这样整体电源通路就是通的，电源给后级负载供上了电，后级电路正常工作。

特别注意

此时MOS管的电流是S到D的，与经常见的D到S是反的。

在电源接反的时候（电源和地接反了）

 

栅极G接电源负极，也就是0V，

S极经过负载接到了电源负极

也就是0V，所以

Vgs=0V，MOS管也不导通。

与此同时，D极为Vcc，S极为0V，体二极管反向偏置，也不导通，所以无法通过NMOS管流过电流。 对于负载来说，就是电源断开了。 接反的电源不会怼到后面的负载上面，所以后级电路就不会烧了。

 

只要把前面的电源正负极接对，那么后级电路又能正常工作了，如此，便实现了防反接的功能。 这里的防反接并不是说电源接反了，后级电路也还能工作。而是电源接反了，后级电路不会冒烟烧坏了。   

 

MOS管的体二极管能过多大的电流

 

寄生二字，会很容易让人联想是过小电流，很弱。

解答：BUCK电路

下管是NMOS管，在上管断开，下管导通的时候，电感的电流来源于下管。下管NMOS的电流方向是从S到D的，是反着流，且此电流可以是很大的，因为电感的电流是可以比较大的，跟负载有关。   

 

BUCK在开关切换的时，会存在死区时间（上管和下管都不导通的时候）。而电感的电流是不能断的，死区时间电感的电流就是走的下管的体二极管。

 

又因为电感的电流取决于负载电流，是可以到几安培的，所以说下管的体二极管的电流也是可以很大的。  

那MOS管的体二极管电流最大能到多少，则要根据每个厂家标注和手册。

在Tc=25℃时，功耗限制是38W，导通电压是1V，电流限制是38A，正好功耗限制等于电压乘以电流。 所以体二极管能通过的电流大小，是根据功耗限制。

同时，在Ta=25℃，功耗限制是3W

Ta是环境温度，与实际使用情况应该是更为接近的。

如果用这个值计算，那么体二极管能持续通过的电流

是3W/1V=3A左右

体二极管还是能过比较大的电流。

 

有持续电流，也有瞬间电流

如果不会给MOS管的体二极管通过持续时间比较长的电流。如果有这个需要，直接让MOS管导通，功耗还能更低。  

前面BUCK中，体二极管也只是在死区时间才会有电流通过，这个时间是相当短暂。 所以瞬间电流大小很重要。

 

管子导通电流可以到59A，在10us时间内能通过的电流是236A，而体二极管也是236A，二者是相同的，而且都很大，也就是说体二极管的瞬间电流根本就不会成为使用的瓶颈。

1. MOS导通后电流方向，可双向流动，从d到s，也从s到d。
2. MOS管体二极管的持续电流可以根据MOS管的功耗限制来计算。
3. MOS管体二极管瞬间可通过的电流，等于NMOS管导通后瞬间可以通过的电流，一般不会是瓶颈。

 

NMOS管的结构

S和D都是掺杂浓度比较高的N型半导体，衬底为P型半导体，并且衬底和S极是接到一起的。 在Vgs电压大于门限电压Vth时，也就是栅极相对衬底带正电，它会将P型衬底中的少子（电子）吸引到P型衬底上面，形成反型层，也就是导电沟道。
 

 

这时，S和D本身是N型半导体，有很多自由电子，S和D之间也有很多电子，也可以导电。 也就是说，S和D之间，是连通的，到处都有自由电子，可以移动。

因此，给S和D之间加上电压，就会形成电流，而且是不管电压的方向如何，只要有电压，就能形成电流，二者没有什么差别，电流可以双向流动，可从D到S，也可从S到D。   

体二极管的过流能力P和N型半导体放到一起，总会形成PN结，也就是二极管。S和D之间体二极管实际是漏极D与衬底形成的，因为S和衬底是接到一起的，那么也就是D和S之间有个体二极管了。   
 

MOS管导通

原理：因为栅极吸引了P型衬底里面的少子（电子），形成了导电沟道，这个沟道也应该比较窄，但是它已经能够支撑起Id的电流了。 那么作为体积大，面积也大的衬底，它与漏极形成的PN结，自然流过的电流达到Id没啥问题（不考虑温度的话）。

不过因为形成的沟道阻值很低，不怎么发热，而PN结总有个导通压降，流过电流会发热，这是个大劣势，所以体二极管受制于这个发热的问题。

体二极管流过的持续电流受制于MOS管的功耗。