你知道一種叫做理想二極管的半導(dǎo)體嗎？用于將電池或適配器連接到電子設(shè)備時(shí)的電源電路部分，但與一般的分立半導(dǎo)體相比，其特點(diǎn)是電壓和功率損耗極低。

理想二極管具有更高的功能，顧名思義，它是一個(gè)“理想”的元素。不過，雖然叫“二極管”，但實(shí)際上是由MOS場效應(yīng)管組成，讓人有點(diǎn)難以理解。因此，在本文中，英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師將解釋理想二極管和使用它的理想二極管電路。

一、采用理想二極管的電源電路是一種什么樣的電路？

電源電路是為電子設(shè)備提供電壓和電力時(shí)形成的電路。通常，從家庭或商業(yè)設(shè)施中的插座流出的電流是電壓非常高的交流電。

電壓因國家或地區(qū)而異，在國內(nèi)是220V，但在美國是110V。另一方面，許多電子設(shè)備被設(shè)計(jì)為以大約 0.8V 至 20V 的直流電工作。換句話說，無法將插座直接連接到電子設(shè)備并直接使用所提供的電流，但這是極其危險(xiǎn)的，因?yàn)樗鼤?dǎo)致設(shè)備損壞和漏電。

電源電路在那里發(fā)揮著積極的作用。電源電路簡單來說就是“將插座提供的電流轉(zhuǎn)換成適合電子設(shè)備的電流”的裝置。電源電路基本由變壓器電路、整流電路、平滑電路、穩(wěn)壓電路組成。

當(dāng)試圖轉(zhuǎn)換交流電到直流電，先以較低的100V（日本）的高電壓變壓器電路，將其轉(zhuǎn)換為直接與當(dāng)前的一個(gè)整流電路，并順利出脈動電流還沒有成為直流用一個(gè)平滑電路。增加。此外，通過穩(wěn)定電路產(chǎn)生穩(wěn)定直流電流的一系列流程，即使是精密電子設(shè)備，我們也可以順利運(yùn)行。

理想二極管并不總是只用在這個(gè)電源電路中。但是，它是保護(hù)作為電子設(shè)備基礎(chǔ)的電源電路免受后述“保護(hù)”作用的重要元件。因此，為了理解理想二極管，讓我們記住電源電路。

二、什么是理想二極管？

理想二極管有時(shí)稱為二極管、控制器、電源路徑控制器。

① 為什么需要理想二極管？

因用在上述電源電路中而聞名，但由于二極管本身具有整流作用，所以也被用在電源電路中的“整流電路”中。

那么，為什么要使用理想二極管而不是普通二極管呢？答案在于二極管的“壓降”弱點(diǎn)。二極管具有在從陽極側(cè)（陽極）向陰極側(cè)（陰極）施加電壓時(shí)使電流通過的特性。這稱為正向電壓，即使從陰極側(cè)向陽極側(cè)施加反向電壓，也不會流過電流。

然而，當(dāng)電流沿這個(gè)正向流動時(shí)，電阻器工作并且電壓下降。這是一種稱為電壓降的現(xiàn)象，也意味著由于施加的電阻，一些實(shí)際施加的電壓被浪費(fèi)或丟失。通常，據(jù)說這個(gè)電壓降約為 0.6V 到 0.7V?？紤]到效率，希望二極管電路的電阻為零，損耗為零。

使用肖特基勢壘二極管。肖特基勢壘二極管是將某種金屬與n型半導(dǎo)體結(jié)合使用的元件，而普通二極管是由p型半導(dǎo)體與n型半導(dǎo)體結(jié)合使用的元件。由于壓降很小，可以彌補(bǔ)上述二極管的弱點(diǎn)，但理想的二極管具有超出此范圍的高性能和高功能性。

雖然肖特基勢壘二極管也低，但有電壓降。因此，我們將使用一個(gè)理想二極管，它是這種肖特基勢壘二極管的進(jìn)一步改進(jìn)。

正如文章開頭所說，理想的二極管是由MOSFET組成，它是晶體管的一種，與普通二極管不同。由于 MOSFET 是電壓驅(qū)動的，所以基本沒有功率損耗，導(dǎo)通電阻很低。

此外，還可以進(jìn)行高速切換。與普通二極管相比，它更容易做得更小更輕，因此對于近年來越來越小型化的電子設(shè)備來說，它是一個(gè)非常有用的替代品。

② 理想二極管的作用

由于理想的二極管是MOSFET，因此開關(guān)控制起著重要作用。然后，控制的是輸入/輸出電壓。當(dāng)輸入電壓高時(shí)，打開開關(guān)，讓電流流向輸出側(cè)，當(dāng)輸出側(cè)電壓變高時(shí)，關(guān)閉開關(guān)，防止反向電壓流向輸入側(cè)。

這一系列的操作被稱為“監(jiān)控”。換句話說，它起到了“保護(hù)”的作用，防止過大的電壓流過電路。此外，它還可以防止電流沿相反方向流動，因此作為一種防止回流的措施也是有效的。低損耗和低商用電源可以預(yù)期從理想二極管的特性，這導(dǎo)致對實(shí)現(xiàn)節(jié)油電路。降低功率損耗也有助于減少損耗產(chǎn)生的熱量。

如上所述，MOSFET易于小型化和輕量化，而且不需要使用散熱片，可以進(jìn)一步縮小體積。

三、理想二極管的使用場景

基本上，理想二極管可用于各種情況。由于它監(jiān)視輸入/輸出電壓，因此不僅可以在您要保護(hù)電源電路時(shí)使用，還可以用作手機(jī)、汽車電池、放大器等的開關(guān)電路。它還用于保護(hù)高價(jià)電子設(shè)備和作為高性能設(shè)備中的高性能元件。此外，它還用于稱為冗余電源的電路中。

安裝多個(gè)電源單元稱為冗余，具有冗余電源電路。即使一個(gè)電源單元因某種原因停止工作，其他電源單元也可以在不停止電源的情況下運(yùn)行。 ?冗余電源具有提高運(yùn)行效率的優(yōu)點(diǎn)。這種冗余電源用于服務(wù)器等，但通過使用理想二極管可以實(shí)現(xiàn)高效設(shè)備。

以上就是英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師分享的“什么是理想二極管？它與肖特基勢壘二極管有何不同？”。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開發(fā)，提供8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)。