在硬件设计领域，经典电路的应用至关重要。以下将详细介绍 10 个在硬件设计中会用到的经典电路，为电子工程师们提供实用的参考。

1. 防反接保护（）

在实际电子设计里，防反接保护电路不可或缺。最简单的方法是利用二极管的单向导电性，当电源反接时，电路不通。不过，二极管存在正向压降，会使输出端电压下降。若对电压不敏感，比如后级电路需通过 DCDC 降压，可采用，其压降相对较小。此外，使用也能实现防反接功能，即便极性接反也能工作，但会有两个二极管的压降。

2. 防反接保护（PMOS）

二极管防反接存在压降问题，而 PMOS 能有效解决这一痛点。PMOS 完全导通后，导通电阻很小。在 GS 之间加可防止输入电压超过 MOS 的 Vgs。当输入端加正向电压时，PMOS 导通，寄生二极管短路；电压反接时，PMOS 不导通，实现防反接功能。但该电路存在电流倒流问题，若右侧负载为电池，直流输入突然断开时，可能引发故障，不过在简单电路场合仍可使用。

3. 直流浪涌电流抑制开关

当负载中有大容量电容时，电源端会出现巨大浪涌电流。此电路可通过缓慢升高电压抑制上电时的浪涌电流，电压升高时间由 C1 与 R6 决定。若不需要开关功能，去掉三极管部分即可。

4. 背靠背防倒灌

防反接保护电路可能出现倒流风险，特别是负载端为电池或有大容量电容时。背靠背连接两个 MOS 管可解决这一问题。当 Control 端为高电平时，三极管导通，两个 MOS 管导通，负载端得到 Vin 电压；当 Control 端为低电平时，三极管断开，MOS 管不导通，防止电流倒灌，但该电路需额外 IO 控制。

5. 双三极管镜像电路防倒灌（理想二极管）

该电路通过三极管和 MOS 管的配合实现防倒灌功能。当 Vin > Vout 时，MOS 管打开，Vout≈Vin；当 Vin < Vout 时，MOS 管关闭，防止回流。其优点是防反接、输出基本不损失电压且无需额外控制信号。

6. 双向电平转换（MOS 管）

电路板不同模块间电压不同，常需进行电平转换。使用 MOS 管可实现双向通讯，适用于 I2C 等开漏总线。但在用于串口、SPI 等推挽输出形式时需考虑速率和波形失真问题，且低端电压应低于等于高端电压。

7. RS485 方向自动控制

RS485 为半双工通信，通常需使能信号标明发送或接收状态。该电路利用电容和电阻的充放电特性，实现自动方向控制。保持高电平的时间由电阻与电容决定，可根据电路和速率适当调整。在特殊情况或 IO 口充足时，仍可使用 IO 进行控制。

8. ESP32 自动下载电路

ESP32 等模块烧写程序时需将 EN 引脚和 IO0 引脚设置为低电平。传统使用按键或重新插拔的方式较麻烦，此电路使用带 DTR 和 RTS 引脚的 USB 转 UART 芯片，可自动发出进入烧写模式的信号，方便快捷。

9. 简易 Type - C 拉取 5V/3A 电流电路

Type - C 接口通过 CC 引脚控制输出不同功率。DFP 通过 CC 引脚上的电压得知 UFP 的供电需求，UFP 上加下拉电阻，DFP 上 CC 引脚有上拉电阻，通过电阻分压控制输出功率。纯 Type - C 下最大能提供 5V/3A 的驱动能力，PD 模式下可输出更高功率。

10. 二极管钳位（I/O 的过压 / 浪涌保护等）

当电路环境易受噪声影响时，可采用二极管钳位保护。输入电压被钳位在 - Vf 与 VCC + Vf 之间，使用 Vf 较小的肖特基二极管可降低输入端电压。输入电阻起电流限制作用，但过大电阻会与二极管结电容组成低通滤波器，需根据实际情况调整。