前一篇文章介绍了功能机时代、基于PMOS+肖特基的线性充电方案，链接如下：
除此之外，还有种基于PNP+NMOS的线性充电方案，下面也为大家介绍下。
背景
功能机时代电池容量普遍偏小，通常不需要过大的充电电流。
线性充电方案体积小、电路简单、易于使用；成本低廉；纹波和噪声小、对外辐射的噪声小。但是当充电电流大时，功耗很高，发热严重，故适合应用于小容量电池、小充电电流的项目。
PMOS线性充电方案是指使用一个PMOS作为调整管，搭配控制电路构成一个完整的线性充电系统。使用PMOS时，栅极给个驱动信号就能控制，手机主板上电压多为3V左右，因此能轻松实现恒流控制。
但PMOS内部存在一个寄生二极管，如果没有防倒灌二极管，会导致非充电状态下，VBAT往VCHG灌电流。因此增加一个大功率的肖特基二极管防止倒灌，代价是会带来一定的压降和发热。
而PNP+NMOS线性充电技术，就不需要使用大功率肖特基，一定程度上可以降低成本和减少布局面积。
这背后的原理可以归结为三极管和MOS管导通特性的不同：
- 常规三极管导通是基于电流控制，其内部物理结构是高度不对称的。以PNP为例，其发射区的掺杂浓度远高于集电区，集电结的面积设计的比发射结大。导通过程是一个“发射-收集”的过程，是单向导通特性，电流只能从发射极流向集电极，而不能反着来。
- 而对于MOS管来说，MOS导通的本质上是在栅极电压控制下，在源极和漏极之间形成了一条导电沟道。在物理结构上，MOS管的源极和漏极是完全对称的（都是N+或P+掺杂区）。此外，给栅极施加电压后，中间形成的反型层（沟道）也是对称的。沟道形成后，电流可以从漏极流向源极，也可以从源极流向漏极，是双向导通的。但是，需要注意的地方是，MOS内部自带一个寄生二极管，故MOS虽然是双向导通的，但却是单向关断的。
电路图解析
如上图，VCHG即为VBUS，当有充电器插入时，VCHG_D能够检测到，并告知PMIC（也称PMU）。
R6109为100ohm电阻，是为了防止USB口浪涌打坏PMIC管脚。
VCHG通过R6100 10K电阻连接到NMOS的栅极。
绿色路径ICHG是充电电流路径（功率路径），从VCHG取电，流经PNP，最终达到电池。
蓝色路径ICTRL是控制路径，流经PNP的e极、b极，然后经过NMOS的D极和S极，连接至PMIC的VDRV管脚。通过控制进入VDRV的电流，来控制充电电流的大小。
下面框图展现了展锐PMIC内部框图，可以更好的理解该线性充电方案的原理。
在这个系统里面，充电电流流经采样电阻后，系统采集到68mohm电阻的两端电压，然后送至PMIC芯片内部，在PMIC芯片内部经过一系列变换，在VDRV上生成一个电压，这个电压的变化，会导致NMOS的Vgs变化，进而导致NMOS的Id变化，最终形成负反馈。
在恒流充电时，PNP工作在线性放大状态，此时控制电流ICTRL和ICHG的关系为：ICHG = β*ICTRL。β就是PNP的电流放大系数。
为什么一定要用NMOS呢？单独用一个PNP不行吗？
不行，不然有较大的漏电流。
如下图，如果没有NMOS，当不充电的时候，VBAT会通过PNP的c极，往VDRV管脚漏电，这个漏电在待机、甚至关机状态下都可能存在，影响待机时长，而加上一个NMOS管可以阻断这种漏电。
为了进一步降本、降低布局面积，业界的芯片公司甚至为此开发了一种特殊的器件，如下图，为Will的WPT2N31，内部同时包含了PNP和NMOS，用来更好的配合这种充电电路。
总结
三极管的单向电流流通特性使得三极管较适合用在线性充电领域，与PMOS+肖特基方案相比，可能带来成本收益和性能改善。
纯粹出于兴趣分享给大家，这些方案在当今卷大容量电池的时代已没有价值，就当手机充电领域的考古了。
