當(dāng)二極管加反向電壓的時(shí)候，二極管中就流過反向電流。這個(gè)電流很小，反向電壓，電流微微增加，達(dá)到反向飽和電流時(shí)，不再隨電壓增加而增大。反向電壓過大，二極管擊穿后，反向電流急劇增加，如果不采取措施就會(huì)燒毀二極管。需要說明的是穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)。
反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如2ap1型鍺二極管，在25時(shí)反向電流若為250ua，溫度升高到35，反向電流將上升到500ua，依此類推，在75時(shí)，它的反向電流已達(dá)8ma，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦裕€會(huì)使管子過熱而損壞。又如，2cp10型硅二極管，25時(shí)反向電流僅為5ua，溫度升高到75時(shí)，反向電流也不過160ua。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。 它的符號(hào)是i(下標(biāo)r)。
在使用電子元器件時(shí)，你有時(shí)候不可避免地會(huì)聞到明顯是芯片燒焦的味道。這都是反向電流惹的禍。反向電流就是由于出現(xiàn)了高反向偏置電壓，系統(tǒng)中的電流以相反的方向運(yùn)行；從輸出到輸入。幸運(yùn)的是，有很多方法可以保護(hù)你的系統(tǒng)不受反向電流的影響。這是反向電流保護(hù)系列博文的第一篇文章，在這篇文章中，你將能夠?qū)ΜF(xiàn)有解決方案有高層次的總體認(rèn)識(shí)和了解。
原因
反向電流的最常見原因，即反向偏置電壓，就是輸出上的電壓要高于輸入上的電壓，從而使電流在系統(tǒng)中的流動(dòng)方向與你希望的流動(dòng)方向相反。圖1中顯示了這個(gè)情況。
圖1：反向電流
vin 由于功率損耗突然變?yōu)榱?，使得系統(tǒng)輸出上的電壓高于輸入電壓，這種情況是有可能發(fā)生的?；蛘呤请娫磎uxing意外地導(dǎo)致了一個(gè)反向電壓事件。
如何防止？
反向電流有可能損壞內(nèi)部電路和電池等電源。事實(shí)上，甚至是電纜都有可能被損壞，連接器的性能也會(huì)被降低。這也是器件著火的原因，就是因?yàn)榇箅娏鲗?dǎo)致功率耗散呈指數(shù)級(jí)別的上升。
保護(hù)功能需要將反向電流保持在非常低的水平上。這意味著對(duì)于反向電壓的限制。有三種常用的方法可以防止反向電流：設(shè)計(jì)一個(gè)使用二極管、fet或負(fù)載開關(guān)的系統(tǒng)。
二極管
二極管與fet相比，它的成本更低，更易于集成。它們非常適合于高壓、低電流應(yīng)用。然而，如果你曾經(jīng)使用過二極管的話，你一定非常熟悉它所導(dǎo)致的正向壓降，而這會(huì)縮短電池使用壽命，并且使vcc（通常情況下）大約下降0.6-0.8v。這個(gè)壓降會(huì)降低電源電路的效率，并且增加系統(tǒng)的總體功率耗散。
基于這些原因，肖特基二極管是常見的替代器件；它們的正向壓降更低。不過，它們也更加昂貴，且具有更高的反向電流泄露，而這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)問題。圖2顯示的是系統(tǒng)中的一個(gè)用來阻斷反向電流的二極管。
圖2：二極管反向電流保護(hù)
fet
由于其低正向電壓和高電流處理能力，fet會(huì)在你必須保持較低功率耗散時(shí)提供幫助。對(duì)于一個(gè)放置在接地路徑中的n類型金屬氧化物半導(dǎo)體 （nmos） fet來說，你使體二極管的方向與正常電流流向保持一致。通過使用這種方法，如果有人錯(cuò)誤地安裝了電池，柵極電壓為低電平，這就防止了fet接通。然而，當(dāng)電池安裝正確時(shí)，柵極電壓為高電平，它的通道短接至地。
為了在fet關(guān)閉時(shí)阻斷兩個(gè)方向上的電流，你還可以將fet背靠背連接。與二極管解決方案相比，電源到負(fù)載的壓降更低，不過這種實(shí)現(xiàn)方式占用了大量的電路板面積。圖3顯示了用來阻斷反向電流的背靠背fet示例。
圖3：用雙fet實(shí)現(xiàn)的反向電流阻斷
負(fù)載開關(guān)
ti負(fù)載開關(guān)是用來接通和關(guān)閉電源軌的集成電子中繼器。大多數(shù)基本負(fù)載開關(guān)采用小型集成封裝，由四個(gè)引腳組成：輸入電壓、輸出電壓、使能、和接地，并且包含多重特性，其中有反向電流保護(hù)。圖4顯示了一個(gè)用來阻斷反向電流的負(fù)載開關(guān)。
圖4：負(fù)載開關(guān)反向電流保護(hù)
例如，德州儀器 （ti） 的tps22963 3a負(fù)載開關(guān)集成了反向電流保護(hù)以及更多其它功能，這些功能全都包含在一個(gè)1.4mm x .9mm的封裝內(nèi)。圖5顯示的是tps22963在系統(tǒng)中的常見放置位置。
圖5：tps22963負(fù)載開關(guān)
有數(shù)個(gè)原因會(huì)導(dǎo)致反向電流，vin的突然損耗，或者是電源muxing中的突發(fā)事件。這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)損壞，甚至?xí)p壞電源。ti負(fù)載開關(guān)可以成為管理反向電流的一個(gè)尺寸、成本都很合適的解決方案。