¿Es posible hacer un selector automático de energía (ORing) con solo un diodo y Mosfet?

No, no funcionará de esa manera.

Primero que todo, usted dice el canal N, pero el símbolo en su esquema es un MOSFET de canal P. Mira cómo está apuntado el diodo del cuerpo, no detendrá nada.

Incluso si realmente es un dispositivo de canal N, la compuerta tendría que manejarse muy por encima de (Vth, para ser específico) por encima de la fuente para poder encenderla. Ningún FET en modo de mejora pasará la corriente (excepto a través del diodo del cuerpo) con una puerta "flotante".

Ahora, si toma su dispositivo de canal P e intercambia los terminales de drenaje y fuente en su esquema, y agrega una resistencia (100 K o menos) de la puerta a la tierra, tendrá algo que hace algo parecido a lo que usted quiere. Cuando la fuente de alimentación externa no está presente, la resistencia tirará de la puerta a tierra, en relación con el terminal de la fuente a + 3.3V, y el transistor se encenderá. Cuando la fuente de alimentación externa esté presente, la compuerta se dirigirá a + 5V, lo que cortará el transistor, y el circuito recibirá energía a través de su diodo externo (pero no estará regulado para 3.3V).