常用的负载开关要使开关一直导通，需要在控制端（Vcon）一直施加高电平，并且这种负载开关没有短路保护、电源接反保护以及输入低电压锁存功能。
笔者设计了一个只要在控制端加一个TTL电平的正脉冲，开关就能一直导通的负载开关（也可采用手动控制），并且该负载开关具有短路保护、电源接反保护及输入低电压锁存功能。这种多功能负载开关电路不复杂，全部采用贴片式元器件，占印制板面积极小，在备用状态下不耗电。
该负载开关特别适用于防盗报警电路、救助报警器电路（要救助的病人按一下报警按钮，救助报警器会一直呼叫求助或发出求助信息）。
电路工作原理
多功能负载开关电路如图1所示。虚线框中的VT1及VT2组成了负载开关。这里不要求高的开关速度，采用开关三极管VT3。VT3及电压检测器（IC1）组成了短路保护电路及低电压锁存电路，VT4组成电源极性接反保护电路。
1.电源极性接反保护
一般的负载开关是不允许电源极性接反的，因为电源极性一接反，即使控制端未加控制信号，接反的电源会从VT2旁的二极管通过而形成回路（如图2所示），从而造成负载电路中的集成电路损坏。特别是用电池作为电源的场合容易发生电源极性接反而损坏器件的事故。可以在电路回路中加接一个N 管（VT4）防止电源极性接反造成的器件损坏，将这部分电路单独画出，如图3所示。
在电源极性正确时，Vcon端加一个触发脉冲，VT2导通，电源从V\(_{CC}\)经VT2到负载，经VT4的二极管到GND形成回路（这是刚开始形成回路的情况）。负载电流流经VT4的二极管后，VT4的-V\(_{DS}\)=0.7V（S端的电位高于D端电位，所以V\(_{DS}\)是负的），VT4的栅极接V\(_{CC}\)，则VT4的V\(_{GS}\)=V\(_{CC}\)-0.7V。若V\(_{CC}\)>3.6V，VT4导通，VT4的导通电阻较小，所以负载电流是流过VT4而不是VT4旁的二极管，其管压降-V\(_{DS}\)较小，损耗较小。例如采用Si9942（N管），在V\(_{DS}\)=4.5V时，其R\(_{DS（ON）}\)=0.25Ω，则负载电流为1A时，其-V\(_{DS}\)=0.25Ω×1A=0.25V。
当电源极性接反时，N管的栅极接电源负端，N管截止，VT4旁的二极管反偏，从而负载电路得以保护。
2.电路正常工作
当V\(_{CC}\)上电后，在控制端（Vcon）施加一个脉冲（TTL兼容电平）或者手动按一下按钮开关SB，则VT1饱和导通，使VT2的栅极G拉到接近地电平（V\(_{G}\)≈0V），P管（VT2）导通，电压检测器（IC1）输入端（2脚）接在VT2的漏极D，在VT2导通时，VOUT电压大于电压检测器的V\(_{DET}\)+V\(_{HYS}\)，则电压检测器输出端（1脚）输出高电平，它使VT3导通。
从VT1导通到VT3导通的时间极短，只要输入脉冲有一定宽度（毫秒级），则在VT3导通后就起到“自保”作用，即Vcon端脉冲去除后，由于VT3的导通，使开关一直导通，起到了输出锁存的功能。要关断负载开关需切断电源V\(_{CC}\)。
在VT2导通后，负载或负载电路得电工作。它从V\(_{CC}\)→VT2→负载电路→VT4→GND形成回路。由于VT2及VT4的导通电阻很小，所以电路的压降较小，损耗也较小。
3.短路保护
电路正常工作时 ，若负载开关输出端V\(_{OUT}\)发生短路故障，则电压检测器的输入端电压降到0.7V左右（VT4的正向压降），电压检测器输出端（1脚）输出低电平，VT3截止，VT2相应截止，负载开关断开。由于短路的发生到VT2截止的过程极快，所以在短路时VT2可避免因短路造成大电流而损坏。
短路故障排除后，电路要重新启动才能工作。
4.欠压锁存
当V\(_{CC}\)电压下降到一定程度，使负载开关的输出电压小于电压检测器的检测电压V\(_{DET}\)时，则电压检测器输出低电平，VT3截止、VT2相应截止，负载开关因输入电压V\(_{CC}\)太低而关断。当V\(_{CC}\)电压回升后，负载开关不能自动恢复工作，需重新启动。
元器件的选择
1.P管及N管的选择
P管的选择要根据电源电压V\(_{CC}\)的大小、负载开关最大输出电流及要求开关的允许损耗为根据，即P管的耐压-V\(_{DS}\)，需大于V\(_{CC}\)，-I\(_{D}\)需大于最大的负载电流，并且选导通电阻R\(_{DS（ON）}\)较小的。N管的选择没有耐压问题，只要求漏极电流大于最大的负载电流，并且选导通电阻小的即可。下面按不同条件来选择：
（1）V\(_{CC}\)电压不高、负载电流小于2A
V\(_{CC}\)≤6V、-I\(_{D}\)≤1A时，可选择Si9942。该器件内部有一个N管及一个P管，正好满足电路的需要。其-V\(_{DS}\)=20V。在V\(_{GS}\)=4.5V时，-I\(_{D}\)可达2A；P管R\(_{DS（ON）}\)最大值为0.35Ω，N管R\(_{DS（ON）}\)最大值为0.25Ω。
（2）要求V\(_{CC}\)不高，-I\(_{D}\)≤4A、R\(_{DS（ON）}\)小
要求V\(_{CC}\)不高，负载电流≤4A时，可选择Si9933双P管并联作P管。Si9933的-V\(_{DS}\)=20V、在-V\(_{GS}\)=4.5V时，-ID可达3.4A（单P管）R\(_{DS（ON）}\)在 -V\(_{GS}\)=4.5V时为0.11Ω。两个P管并联后不仅输出电流可加倍，并可减小导通电阻。
N管可选双N管Si9956。它的V\(_{DS}\)=20V，在V\(_{GS}\)=4.5V时 ，I\(_{D}\)=2A，R\(_{DS（ON）}\)=0.2Ω。使用时两个N管并联使用。
（3）V\(_{CC}\)电压高，负载电流≤10A
在这种情况下，P管可选MTD2955，N管可选MTD3055。它们的耐压可选60V，漏极电流（连续）可达12A，在I\(_{D}\)（或-I\(_{D}\)）=6A时，R\(_{DS（ON）}\)：P管为0.3Ω，N管为0.18Ω。
2.开关三极管
开关三极管可选2N2222（贴片式封装），管脚如图4所示。如果对开关速度无要求，也可采用9013代替。
3.电压检测器
电压检测器的检测电压应满足下式：V\(_{DET}\)<V\(_{CC}\)-（VT4的R\(_{DS（ON）}\)+VT2的R\(_{DS（ON）}\)）×I\(_{D}\)，式中的I\(_{D}\)为通过负载开关的最大漏极电流，R\(_{DS（ON）}\)可取资料中给出的值（在一定V\(_{GS}\)时的值）。例如，V\(_{CC}\)=5V，通过负载开关的最大电流为0.5A，VT2的R\(_{DS（ON）}\)=0.3Ω，VT4的R\(_{DS（ON）}\)=0.15Ω，则V\(_{DET}\)<5V-（0.3Ω+0.15Ω）0.5A=4.775V，电压检测器可取4～4.5V。电压检测器应选择CMOS输出结构的。
当V\(_{CC}\)大于6V时，电压检测器的输入端应串接一个稳压二极管，使满足新检测电压V '\(_{DET}\)=V\(_{DET}\)+V\(_{Z}\)，式中V\(_{Z}\)为稳压二极管的稳压值，如图5所示。
应用电路
一种救助报警器电路框图如图6所示。它由本文介绍的多功能负载开关、可录放的语音电路（内有放大器可驱动扬声器），或将求助的信息由发射器电路发送出去。
该电路最大的特点是在备用状态（SB1闭合时），负载开关是关断的，整个电路不耗电。要求助时，只要按一下SB2开关，求助的语音或发射的信息会不断地发出（病人只需有按一下的能力）。得到救助后，关一下SB1即可。
电池的电压及负载开关的元器件要求可根据语音电路及发射器电路要求来选择。
（文/戴维德）