在电子电路设计中，大家或许都见过树莓派 3B 电路板上的一个经典电路图。从原理图的注释可以很容易猜到，这是由分立器件搭建的一个理想二极管电路，其主要功能是实现单向导通，能够防止电路板的电流流出，避免倒灌从而烧毁外部 USB 等设备。下面是树莓派 3B 原理图中的这个电路：
为了让大家更好地理解后续内容，我们先介绍一下理想二极管的特性。理想二极管是一种理想化的二极管模型，它具有正向导通时几乎没有压降，反向阻断时电流几乎为零的特点，能够很好地实现单向导电功能。在电路中，它就像一个开关，只允许电流从正极流向负极，而阻止反向流动，从而有效保护电路免受反向电流的损害。
不过，本期我们并不分析树莓派 3B 上的理想二极管电路，因为它存在一定的局限性。例如，电流受 Q3 管子的 Ids 限制，输出电压受到 MOS 管 Vgs 限制，并且对 U14 的两颗 PNP 三极管的匹配度有很强的相关性。另外，其计算也比较复杂。
本期我们要分析的是一个具有一定集成度的理想二极管芯片 MPQ5852，它支持 5~36V 的输入电压，其典型应用图如下所示：
乍一看有这么多外围器件，大家可能会觉得有些复杂，但别担心，我们一起来慢慢解析。我们可以先看一下其内部框图，这有助于我们理解典型应用框图：
从原理框图中，我们可以看出其大体逻辑分为判断、控制、驱动和使能四个部分。使能部分比较简单，就是通过高电平或低电平来控制开关。检测部分分为三个方面：一是错误的输出状态 FT 管脚，如果出现欠压等情况会输出低电平（开漏需要外部上拉）；二是负载电压检测，当负载电压比设定电压 VMIN UV falling threshold 低的时候就输出低电压；三是 BVM 作为 Source 电压检测输出，当低于内部 VUV_BVM_F 的时候输出低电平。
VS 管脚是作为一个模拟量输出，它和 Source 电压有一个倍率关系（可能内部集成了电阻分压），下面是 VS 的规格书截图：
这也是在典型应用图中 VS 需要外接 RC 滤波器的原因，因为 VS 是一个模拟量输出，可以连接到单片机的 ADC 端口来检测 Source 电压。
接下来我们分析有趣的部分，也就是驱动部分。这部分可以说是这个芯片设计中精妙的地方。从芯片原理框图我们可以看到，其内部有一个开关电源。那么为什么这个理想二极管芯片内部需要一个开关电源呢？
其实这很好理解，它是要造一个浮在 Source 上的电压，这样才能驱动 NMOS 来实现理想二极管的功能。需要注意的是，这个理想二极管的控制 MOS 管并非我们常用的 PMOS，而是一个 NMOS。
我们用抽象的画笔画一下电流路径，可以看到当开关电路工作的时候，先通过蓝色路径充电给电感，然后绿色续流路径给电容充电。由于 C2 的上端是 Drain 的电压，所以电容的下端的电压自然就被抬上去了（浮起来了），然后这个电容的电再给芯片内部的 MOS 管驱动电路供电，这样自然而然就可以驱动 NMOS 了。
一部分是输入电压的判断部分，这也是理想二极管的逻辑控制部分，它让电路像一个二极管一样工作。我们可以看到这个 NMOS 的驱动部分采用了三个比较器。当源极 Source 电压大于漏极电压 20mV 时，内部稳压器就可以工作；当漏极电压大于源极电压 75mV 时，就快速打开 NMOS；当漏极电压小于源极电压 4mV 时，就关断 NMOS。这样的逻辑和二极管是一致的，并且由于使用的是 MOS 管，它可以保证的低压降特性 20mV（这是普通二极管无法达到的）。
综上所述，MPQ5852 理想二极管芯片通过巧妙的设计，实现了高效的单向导通功能，为电子电路的设计提供了更优的解决方案。在实际应用中，我们可以根据具体需求合理选择和使用这类芯片，以提高电路的性能和稳定性。同时，对于电子工程师来说，深入理解理想二极管芯片的内部实现逻辑，有助于更好地进行电路设计和故障排查。
