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电路调试供电异常,发现有一颗不该被打开的MOS管打开了

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发表于 2024-12-2 11:00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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大家好,我是王工。最近有个项目,板子回来调试时,电路供电异常,排查问题后才发现有个不该被打开的MOS管突然打开了。因为这个电路功能做了兼容,全部讲可能有点麻烦,也不是本文的重点,所以为了看起来更直观,我简化了电路图。
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$ S% H3 h. s% C7 }' E$ z请看下图,问大家一个问题,大家觉得图中的MOS管能打开吗?
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我相信很多人都会回答,这管子肯定无法打开,因为二极管具有单向导电性,可实际上MOS管是打开的了,那它是怎么开的呢?
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我们先来看MOS管的规格书,可知MOS管的Vgs(th)=0.5V(min),也就是栅极提供0.5V的电压时,MOS管就会导通。
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实测VGS电压有0.7V左右的样子,大于Vgs(th),所以管子确认是打开了的,跟设计需求冲突了,电路异常了。  X5 k, R, m9 u* C0 d

1 `3 z1 }6 p3 v8 R. {那么MOS管是怎么开启的呢?电流只能通过A点进去,也就是电流通过二极管反向漏过去了。
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再看二极管漏电流参数,A点我们提供的是12V电压,图中VR=10V时,漏电流范围为20~80uA。二极管的漏电流在电阻R2上产生了0.7V左右的电压。所以这个问题就出在了二极管的漏电流上,在设计时忽略了二极管的漏电流。可通过更换阈值电压更高的MOS管,或者更换漏电流更小的二极管,确保漏电流不足以开启该MOS管来解决。大家可能会注意到二极管规格书左上角备注有25℃,也就是列表中的参数都是在环境温度为25℃的条件下测试的,如果环境温度升高,MOS管的漏电流将会变的更大。
6 W) G0 Y, P6 {( h/ f2 V7 X9 v/ G
尤其是肖特基二极管更要注意,虽然它的反向恢复时间更快,但漏电流比普通二极管都更大。因为肖特基二极管是基于金属与半导体之间的接触势垒,这种结构导致其漏电流相对较高,这是由于其金属-半导体结的特性决定的?。在一些精密测量的场合需要格外注意,不能忽视。
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" E7 t4 E0 b! l' y1 k, R写在最后, \! `0 }, j. U
都说硬件工程师越老越吃香,这句话也证明硬件也是需要积累的,王工从事硬件多年,也会不定期分享技术好文,感兴趣的同学可以加微信,或后台回复“加群”,管理员拉你加入同行技术交流群。  h! ~+ F2 O3 K2 [# ?2 t
( d7 T+ ~: J. o; o9 X6 N
以下两个电路,是之前技术交流群群友发的,王工做了一个简单的分析,旨在帮助入门或转行的同学理解学习(点击图片直接进入)
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5 S9 [8 C2 X% G7 w4 @" e

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