PMOS 防反接电路分析：能防反接，但不能防倒灌

这两张图的电路可以用于防电源反接，但不能防止电源倒灌。

一、电源从左侧正常输入时

当 VCC 有效时：

体二极管率先导通
PMOS 的体二极管先导通，S 极电压由先前的 0V 变为 VCC − 0.7V。

Vgs 达到导通条件
此时 Vgs = 0 − (VCC − 0.7) = −VCC + 0.7。
一般 PMOS 的 G 极导通阈值为 −1~−2V，而绝大多数电源电压差都超过这个值，因此 Vgs 超出导通阈值，Q1 完全导通。

体二极管被短路关断
Q1 完全导通后，DS 两端压差被拉低到“导通内阻 × 流过电流”，这个值一般很小，远小于 0.7V。体二极管被短路关断，Q1 持续导通。

正常供电，压降很小
之后 VCC 向负载正常供电。负载电压取决于 MOS 压降，即导通内阻 × DS 电流。MOS 导通内阻通常为几 mΩ~几十 mΩ，几 A 电流下压降仅 0.0x~0.xV，比肖特基二极管的 0.3V 更高效。
二极管压降并不固定，电流越大压降越大；因此高效率电路常用 MOS 替代二极管，如 DCDC 同步整流方案：省去外部二极管，降低整体发热，提高输出效率与可输出电流，便于集成为单芯片转换器，减少占地面积。

开通速度快，不必担心体二极管损坏
MOS 开通速度非常迅速，器件电流上升有一个过程，过程刚开始的几 ns 内 PMOS 可能就已完全导通，体二极管随后被短路关断，因此不必担心体二极管因电流过大而损坏。

二、VCC 和 GND 反接时：电路保护

因为 Q1 的体二极管反接，始终处于关断状态。即使负载为 0Ω 通路，S 极电位也始终保持与 G 极相等，Q1 始终关断。电路关断，起到电源反接保护作用。

具体来看：反接时，左侧 VCC 端变为负电位、GND 端变为正电位，Q1 的体二极管方向与反接电压极性相反，处于反向截止，不会像正常上电那样先导通给 S 极充电。因此 S 极不会被抬升，G 极经电阻（或稳压管支路）与左侧地相连，S、G 之间不存在足以使 PMOS 导通的负向 Vgs。即便右侧负载为 0Ω 短路通路，S 极电位也始终跟随 G 极，Vgs≈0，Q1 维持关断，反接电压无法形成从左侧到右侧的电流通路。整个电路呈高阻态，负载端得不到电压，从而保护后级电路不被反接电源损坏。

需要说明的是，该保护依赖 G 极与 S 极之间的电阻/稳压管网络在反接时仍能把 G 极电位钳在 S 极附近；若该网络在反接极性下失去钳位能力（例如稳压管位置不当），保护效果会打折扣，这也是后文图 2 在倒灌场景下存在风险的同一类隐患。

三、电源倒灌的情形

还是上面那两张图。如果假设负载是个电池，而 VCC 并不是一直供电：

负载输出电流，会造成负载向左侧电源端的电流倒灌。

假设右侧负载就是个电池，电压为 Vb。当 VCC 无效时：

PMOS 的 S 极直接连接负载电源，G 极电位为 0；

此时 Q1 的 Vgs = 0 − Vb；

只要负载输出电压 Vb 超出 Vgs 最小导通阈值，就会造成 PMOS 导通，电流从右向左倒灌，进而可能引起电路上的一系列故障。

并且图 2 因为稳压管在左侧，需要 PMOS 先开通才能钳位 Vgs，极端条件下很有可能造成 MOS 损坏。

四、固态继电器电路：防倒灌，但需要额外 I/O 控制开关

可以防电流倒灌、并且不需要额外控制 I/O 的电路，目前还没找到。如果真的有，用处会很多，如：理想二极管、单向开关。NMOS 的理想二极管芯片太贵了，还望知情人士指导。

但可以通过增加一个控制 I/O 来控制开通，并且能在主动关断时防止倒灌。

总结