上電控制:
軟件控制系統(tǒng)上電、下電、不同模式之間切換,一般通過控制 NMOS 進(jìn)而 PMOS 開關(guān);
此種設(shè)計(jì)方式也可以用于多種模式之間的切換,通過不同模式來操作 NMOS ,一路 NMOS 的開關(guān)決定了一個(gè)模式,從而打開 PMOS 。
電源開關(guān)選擇 PMOS (上圖Q1) 的原因:
因?yàn)?PMOS 是 Vgs<0 時(shí),D、S 之間導(dǎo)通,而 PMOS 的源極 (S) 經(jīng)常接著是要通過的電壓,比如電池的 3.7V~4.2V,這樣只需柵極 (G) 的電壓一定范圍小于源極的電壓,PMOS 就可以導(dǎo)通,經(jīng)常使用如上圖,通過一個(gè) NMOS 下拉到地,打開 PMOS。
而如果采用 NMOS 作為電壓的開關(guān)的話,困難就比較大,因?yàn)?NMOS 的開啟電壓Vgs =(Vg-Vs)>0,就要求 NMOS 的柵極電壓要大于源極的電壓,這樣在一個(gè)系統(tǒng)下,經(jīng)常是降壓比較多的,就不容易找到一個(gè)比連接 NMOS 的源極還跟高的電壓,所以導(dǎo)通電壓常用 PMOS。采用 NMOS也是可以的,只是不如 PMOS 方便控制。
電池防反接:
如下圖:上電瞬間,PMOS 管的寄生二極管導(dǎo)通,系統(tǒng)形成回路,源極 S 的電位大約為 Vbat-0.6V,而柵極 G 的電位為0,MOS管的開啟電壓極為:Ugs =0 -(Vbat-0.6),柵極表現(xiàn)為低電平,Vgs<0,PMOS 的 DS 導(dǎo)通,系統(tǒng)通過 PMOS 的 DS 接入形成回路。
如上圖,USB 上電與 Battery 供電的切換。PMOS Q1 柵極接一個(gè)下拉電阻,防止 MOS 管柵極處于懸空,在電池供電的模式,PMOS 的柵極穩(wěn)定提供一個(gè)低電平,保證 Vgs<0,打開 MOS 管,形成完整回路。
模塊電源開關(guān):
一些在低功耗場(chǎng)景,或者說設(shè)備(或者IC)只有在工作的時(shí)候才上電,空閑狀態(tài)斷開電源,也可以選用 PMOS 來開關(guān),如下圖:
如上圖,PMOS 的源極(S)接模塊的輸入電源,漏極(D)接模塊的電源,當(dāng)需要模塊上電工作的時(shí)候,通過主控(MCU)在 PMOS 稍微柵極(G)設(shè)置一個(gè)低電平輸出,使得 PMOS 的開啟電壓 Vgs =Vg - Vs<0,打開 PMOS ,模塊上電。通過這樣的切換,可以避免外接模塊始終處于上電狀態(tài),而是需要進(jìn)入工作狀態(tài)才上電,靈活控制模塊的上電下電。
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