什么是理想二极管？它与肖特基势垒二极管有何不同？

你知道一种叫做理想二极管的半导体吗？用于将电池或适配器连接到电子设备时的电源电路部分，但与一般的分立半导体相比，其特点是电压和功率损耗极低。

理想二极管具有更高的功能，顾名思义，它是一个“理想”的元素。不过，虽然叫“二极管”，但实际上是由MOS场效应管组成，让人有点难以理解。因此，在本文中，英锐恩单片机开发工程师将解释理想二极管和使用它的理想二极管电路。

一、采用理想二极管的电源电路是一种什么样的电路？

电源电路是为电子设备提供电压和电力时形成的电路。通常，从家庭或商业设施中的插座流出的电流是电压非常高的交流电。

电压因国家或地区而异，在国内是220V，但在美国是110V。另一方面，许多电子设备被设计为以大约 0.8V 至 20V 的直流电工作。换句话说，无法将插座直接连接到电子设备并直接使用所提供的电流，但这是极其危险的，因为它会导致设备损坏和漏电。

电源电路在那里发挥着积极的作用。电源电路简单来说就是“将插座提供的电流转换成适合电子设备的电流”的装置。电源电路基本由变压器电路、整流电路、平滑电路、稳压电路组成。

当试图转换交流电到直流电，先以较低的100V（日本）的高电压变压器电路，将其转换为直接与当前的一个整流电路，并顺利出脉动电流还没有成为直流用一个平滑电路。增加。此外，通过稳定电路产生稳定直流电流的一系列流程，即使是精密电子设备，我们也可以顺利运行。

理想二极管并不总是只用在这个电源电路中。但是，它是保护作为电子设备基础的电源电路免受后述“保护”作用的重要元件。因此，为了理解理想二极管，让我们记住电源电路。

二、什么是理想二极管？

理想二极管有时称为二极管、控制器、电源路径控制器。

① 为什么需要理想二极管？

因用在上述电源电路中而闻名，但由于二极管本身具有整流作用，所以也被用在电源电路中的“整流电路”中。

那么，为什么要使用理想二极管而不是普通二极管呢？答案在于二极管的“压降”弱点。二极管具有在从阳极侧（阳极）向阴极侧（阴极）施加电压时使电流通过的特性。这称为正向电压，即使从阴极侧向阳极侧施加反向电压，也不会流过电流。

然而，当电流沿这个正向流动时，电阻器工作并且电压下降。这是一种称为电压降的现象，也意味着由于施加的电阻，一些实际施加的电压被浪费或丢失。通常，据说这个电压降约为 0.6V 到 0.7V。考虑到效率，希望二极管电路的电阻为零，损耗为零。

使用肖特基势垒二极管。肖特基势垒二极管是将某种金属与n型半导体结合使用的元件，而普通二极管是由p型半导体与n型半导体结合使用的元件。由于压降很小，可以弥补上述二极管的弱点，但理想的二极管具有超出此范围的高性能和高功能性。

虽然肖特基势垒二极管也低，但有电压降。因此，我们将使用一个理想二极管，它是这种肖特基势垒二极管的进一步改进。

正如文章开头所说，理想的二极管是由MOSFET组成，它是晶体管的一种，与普通二极管不同。由于 MOSFET 是电压驱动的，所以基本没有功率损耗，导通电阻很低。

此外，还可以进行高速切换。与普通二极管相比，它更容易做得更小更轻，因此对于近年来越来越小型化的电子设备来说，它是一个非常有用的替代品。

② 理想二极管的作用

由于理想的二极管是MOSFET，因此开关控制起着重要作用。然后，控制的是输入/输出电压。当输入电压高时，打开开关，让电流流向输出侧，当输出侧电压变高时，关闭开关，防止反向电压流向输入侧。

这一系列的操作被称为“监控”。换句话说，它起到了“保护”的作用，防止过大的电压流过电路。此外，它还可以防止电流沿相反方向流动，因此作为一种防止回流的措施也是有效的。低损耗和低商用电源可以预期从理想二极管的特性，这导致对实现节油电路。降低功率损耗也有助于减少损耗产生的热量。

如上所述，MOSFET易于小型化和轻量化，而且不需要使用散热片，可以进一步缩小体积。

三、理想二极管的使用场景

基本上，理想二极管可用于各种情况。由于它监视输入/输出电压，因此不仅可以在您要保护电源电路时使用，还可以用作手机、汽车电池、放大器等的开关电路。它还用于保护高价电子设备和作为高性能设备中的高性能元件。此外，它还用于称为冗余电源的电路中。

安装多个电源单元称为冗余，具有冗余电源电路。即使一个电源单元因某种原因停止工作，其他电源单元也可以在不停止电源的情况下运行。 ?冗余电源具有提高运行效率的优点。这种冗余电源用于服务器等，但通过使用理想二极管可以实现高效设备。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的“什么是理想二极管？它与肖特基势垒二极管有何不同？”。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机。