Полевой транзистор в качестве защитного диода

Для защиты различных радио­электронных приборов от непра­вильной полярности внешнего источни­ка питания часто применяют защитные диоды, которые устанавливают в цепи питания. Основной недостаток такого технического решения — падение на­пряжения, которое зависит от типа применённого диода. С целью минимиза­ции потерь часто используют диоды Шотки (рис. 1), но и на них падает 0,2…0,4 В. Если для напряжения пита­ния более 10 В это вполне допустимо, то для напряжения 5 В и менее эти потери уже существенные.

Рис. 1

Возможным выходом из этой ситуа­ции может быть применение взамен защитного диода полевого транзистора с изолированным затвором, индуциро­ванным каналом и встроенным диодом.

Рис. 2

Схема его включения в линию плюсовой полярности показана на рис. 2. При неправильной (минусовой) полярности напряжения встроенный диод и транзис­тор закрыты (протекают только токи утечки) и напряжение на нагрузку не поступает. При подаче напряжения плю­совой полярности сначала оно поступит на нагрузку через встроенный диод, при этом падение напряжения на нём соста­вит 0,4…0,6 В. Напряжение на нагрузке будет открывающим для полевого тран­зистора, сопротивление его канала уменьшится, соответственно снизится падение напряжения на транзисторе — ток будет протекать уже не через встро­енный диод, а через канал транзистора. Поэтому падение напряжения на транзи­сторе уменьшится и будет определяться сопротивлением канала, которое, в свою очередь, зависит от типа транзистора и напряжения затвор-исток.

Сравнительные графики зависи­мости падения напряжения на диоде 1N5817 и транзисторе IRLML6402 (кор­пус SOT-23) от тока через них при на­пряжении питания 3,3 В показаны на рис. 3. При увеличении напряжения питания до 5 В падение напряжения на транзисторе уменьшится в 1,5…2 раза.

Рис. 3

В плюсовую линию питания надо уста­навливать транзисторы с p-каналом (кро­ме указанного, например IRLMS6802), в минусовую — с n-каналом (например, IRLML2502). При этом транзистор дол­жен быть рассчитан на ток, потребляе­мый нагрузкой, и открываться при ис­пользуемом напряжении питания.

Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Источник: Радио 5/2016