普通的二极管防反接虽然简单，但有一个致命弱点：压降（约 0.7V）。 如果你是电池供电，这 0.7V 的损耗太心疼了；如果是大电流（比如 5A），发热就是 $0.7V \times 5A = 3.5W$，甚至需要加散热片。
PMOS 防反接电路 就是为了解决这个问题而生的，它能做到近乎零压降的保护。
1. 核心原理图（注意这里反直觉！）
这是 PMOS 防反接最容易搞错的地方：它的接法和普通开关电路是“反”的（开关电源接法时，S 级接在电源端，这里是 D 级接在电源端）。在防反接电路中，我们利用了 PMOS 内部自带的 体二极管（Body Diode） 来辅助启动。
|
|
关键连接点：
- 输入电源 接 漏极 (Drain, D)。
- 负载/输出 接 源极 (Source, S)。
- 栅极 (Gate, G) 通过电阻接 地 (GND)。
- 体二极管方向：从 D 指向 S（正向）。
2. 工作原理详解
让我们把时间拆解成微秒级，看看上电瞬间发生了什么：
A. 正确连接时（正常工作）
- 第一阶段：体二极管导通
刚插上电池时，PMOS 还没醒。电流顺着 PMOS 内部的 体二极管（从 D 到 S）流向负载。
- 此时输出电压 $V_{out} \approx V_{in} - 0.7V$。
- 关键点：因为 $S$ 极有了电压（比如 11.3V），而 $G$ 极被电阻拉到了 GND（0V）。
- 第二阶段：MOS 管开启
- 此时，$V_{GS} = V_G - V_S = 0V - 11.3V = -11.3V$。
- 因为 $V_{GS}$ 变成了负值，且绝对值远大于开启阈值（$V_{th}$，通常是 -2V 左右），PMOS 完全导通。
- 第三阶段：低损耗运行
- 一旦 PMOS 导通，电流就会选择走 “低阻抗通道”（$R_{DS(on)}$，比如 $0.01\Omega$）（也就相当于将直接 PMOS 直接短路了），而不走那条拥挤的体二极管通道。
- 结果：压降变得极小。$V_{drop} = I \times R_{DS(on)} = 5A \times 0.01\Omega = 0.05V$。
- 对比二极管的 0.7V，这简直是完美的。
B. 反接时（保护生效）
- 输入变成了负压（或者地接正，正接地）。
- 体二极管处于反向截止状态，电流过不去。
- $V_{GS}$ 状态：由于 $D$ 极电位低，$S$ 极没电，$G$ 极通过电阻接地。栅极和源极之间没有建立起足够的负压差（甚至 $P$），PMOS 保持 关断 (OFF)。
- 结果：电路完全切断，保护了后级电路。
|
|
为什么它能“防反接”？（两道关卡）
第一关：体二极管被“反向截止”
- 结构：PMOS 的体二极管方向是 D $\rightarrow$ S。
- 现状：
- D 极（漏极）：接了 -12V。
- S 极（源极）：接了负载（0V）。
- 判定：二极管的阳极（D）电压 小于 阴极（S）电压。
- 结果：二极管处于反向偏置状态，路不通！电流没法通过二极管流过去。
第二关：MOS 管沟道“打不开”
- 开启条件：PMOS 需要 $V_{GS} < V_{th}$ (比如 -2V) 才能导通。即 G 极电压要比 S 极电压低很多。
- 现状：
- G 极（栅极）：通过电阻 R 接到了输入 GND（也就是电池正极，0V）。所以 $V_G = 0V$。
- S 极（源极）：因为二极管不通，负载没电，所以 $V_S \approx 0V$。
- 判定：$$V_{GS} = V_G - V_S \approx 0V - 0V = 0V$$
- 结果：$V_{GS}$ 是 0，完全没达到开启阈值。MOS 管处于关断 (Cut-off) 状态，沟道也是断的。
注意事项
栅极耐压保护（必加 Zener 齐纳二极管）
如果你的输入电压是 24V。
- 正常导通时，$V_{GS} \approx -24V$。
- 危险：绝大多数 PMOS 的栅极只能承受 $\pm 20V$。这一上电，MOS 管的栅极就击穿了。
- 对策：必须在 G 和 S 之间并联一个 10V~15V 的稳压二极管，并在 G 极回路串联一个限流电阻。
核心要点总结：
- 【反常规接法】：输入电源接 D，负载接 S。（利用体二极管辅助启动，导通后走低阻沟道）。
- 【R1 (100k) 关门弹簧】：跨在 G-S 间。没电时把 G 和 S 拉平，保证 MOS 管死死关住，不误导通。
- 【R2 (10k) 保镖电阻】：串在 G-GND 间。当输入电压过高（如 24V），稳压管动作时，R2 负责承担多余电压，限制电流，防止稳压管烧毁。
- 【Z1 稳压管】：防止 Vgs 超过 20V 把 MOS 栅极击穿。