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用二極管在MOS柵極做反接隔離,MOS居然還能導通,二極管這個缺陷務必注意!

前言

基于二極管的反向截止特性,二極管經常被用作隔離管,也就是把兩個信號源隔離開來,避免互相之間的影響,這也是常規做法,一般我們在某個電路中希望用多個信號驅動同一開關時,一般會給每個信號源串聯一個二極管來做隔離,從而避免信號源之間出現潛在通道互相影響。當然這個信號源你也可以理解成電源,比如有些產品需要外接電源和電池雙電源進行供電,成本比較低的一種方案就是用兩個二極管串聯來做雙電源供電的方案。

前段時間在做一個項目的時候,當時電路中有一個MOS管采用了雙信號源驅動,然后在MOS的柵極就采用了雙二極管隔離,實際的電路是比較復雜,為了便于講解,就簡化成了下面的電路,最終的結果是12V電源和MOS管柵極反向串聯了一個二極管,本以為MOS管是不會導通的,但是MOS管居然導通了,接下來就分析一下這個問題。

問題剖析

二極管兩端加上反向電壓時,二極管PN結內部的少數載流子的會存在漂移運動,而這個漂移運動就形成了反向電流。一般小功率鍺管的反向電流可達幾十μA,而小功率硅管的反向電流要小得多,一般在0.1μA以下,當溫度升高時,少數載流子數目增加,使反向電流增大,特性曲線下移,研究表明,溫度每升高100℃,反向電流近似增大一倍。

對于肖特基二極管來說其漏電流會更高。一般小型肖特基二極管來說通常在μA級別,功率較大肖特基二極管其漏電流可以達到mA級別,這已經是一個很大的量級了。

那么回到我們的問題,即使MOS管柵極反向串聯了一個二極管,在高溫狀態下,二極管的反向漏電流無需達到1mA,即便只是達到100μA,這就相當于一個100μA的電流源一直在給MOS管的柵極-源極寄生電容充電,把MOS管柵極-源極電壓充至開啟電壓只是時間問題,所以MOS管肯定會導通的。

總結

通過以上分析,能發現,二極管的隔離并非是絕對的隔離,在一些特殊的場景之下,是達不到我們的預期隔離目的。

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