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1、前言
在大多数低压降稳压器 (LDO) 中，电流沿特定方向流动，电流方向错误会产生重大问题！反向电流是指从 VOUT 流向 VIN 而不是从 VIN 流向 VOUT 的电流。这种电流通常会穿过 LDO 的体二极管，而不会流过正常的导电通道，有可能引发长期可靠性问题甚至会损坏器件。LDO 主要包括三个组成部分（见图 1）：带隙基准、误差放大器和导通场效应晶体管 (FET)。在典型应用中，导通 FET 与任何标准 FET 一样，在源极和漏极之间传导电流。用于产生 FET 体的掺杂区（称为块体）与源极相连；这会减小阈值电压变化量。
图 1：LDO 功能方框图将块体与源极相连有一个缺点，即会在 FET 中形成寄生体二极管，如图 2 所示。此寄生二极管被称为体二极管。在这种配置中，当输出超过输入电压与寄生二极管的 VFB 之和时，体二极管将导通。流经该二极管的反向电流可能会使器件温度升高、出现电迁移或闩锁效应，从而导致器件损坏。在设计 LDO 时，务必要将反向电流以及如何防止出现反向电流纳入考量。有四种方法可以防止反向电流：其中两种在应用层实施，另外两种在集成电路 (IC) 设计过程中实施。
图 2：P 沟道金属氧化物半导体 (PMOS) FET 的截面图
2、防止反向电流的4种方法
2.1 使用肖特基二极管
如图 3 所示，在输出和输入之间使用肖特基二极管可以在输出电压超过输入电压时防止 LDO 中的体二极管导通。您必须使用肖特基二极管，肖特基二极管的正向电压较低，而传统二极管的正向电压与肖特基二极管相比要高得多。在正常工作中，肖特基二极管会进行反向偏置，不会传到任何电流。此方法的另一项优势是，在输出和输入之间放置肖特基二极管后，LDO 的压降电压不会增大。
图 3：使用肖特基二极管防止出现反向电流
2.2 在 LDO 之前使用二极管
如图 4 所示，此方法在 LDO 之前使用二极管以防电流流回到电源。这是一种防止出现反向电流的有效方法，但它也会增大防止 LDO 出现压降所需的必要输入电压。置于 LDO 输入端的二极管在反向电流条件下会变为反向偏置状态，不允许任何电流流过。此方法与下一种方法类似。
图 4：在 LDO 之前使用二极管以防出现反向电流
2.3 额外增加一个 FET
设计有阻止反向电流功能的 LDO 通常会额外增加一个 FET，以此帮助防止反向电流。如图 5 所示，两个 FET 的源级背靠背放置，以便体二极管面对面放置。现在，当检测到反向电流条件时，其中一个晶体管将断开，电流将无法流过背靠背放置的二极管。此方法最大的缺点之一是使用此架构时压降电压基本上会翻倍。为降低压降电压，需要增大金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的尺寸，因此将增大解决方案的整体尺寸。应用于汽车中的 LDO（如 TI 的 TPS7B7702-Q1）使用此方法防止出现反向电流。
2.4 将 MOSFET 的块体连接到 GND
此方法是最不常见的反向电流保护实施方式，但仍然非常有效，因为它省去了 MOSFET 的体二极管。此方法将 MOSFET 的块体与 GND 相连（图 6），而无需连接到源级，避免形成寄生体二极管。 TI 的 TPS7A37 采用此方法实施反向电流保护。它的一项优势是将 MOSFET 的块体连接到 GND 端不会增大 LDO 的压降。
图 5：背靠背放置 FET 来防止出现反向电流
图 6：将 FET 的块体连接到 GND
当应用中需要反向电流保护时，请查找能够提供必要保护等级的 LDO 拓扑。如果具有反向电流保护的 LDO 无法满足所有系统要求，请考虑使用二极管实施反向电流保护。-----
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