“零”压降肖特基~理想二极管基础知识

时间:2026-10-30
  在电源管理的功率路径中,经常会用到肖特基进行防止反接或者防止电流倒灌。但是由于肖特基的工艺特性决定的压降以及损耗较高,就会引起以下几个问题:
  个是压降大,会引起实际工作电压的下降,尤其在单节锂电供电场景尤为明显;
  第二个问题是损耗高带来的热处理问题,当电流较大时功率损耗导致的温升处理起来尤为困难;
  第三个问题是肖特基并联带来的失效风险,由于肖特基的压降是负温度特性,即温度越高压降越低,那么在并联场景中压降低的走电流大,带来的温升高导致压降越低,那么走电流越大,如此恶性循环会有肖特基失效风险。
  第四个问题是体积问题,由于以上的种种原因,肖特基要走大电流就得加散热,或者本身体积要变大,在某些特殊应用是不合适的。
  在如此多的痛点之上就诞生了两大类的替代产品,种是用于开关电源中的高频同步整流;第二种是用于直流电源路径中的理想二极管。在此我们简单梳理下理想二极管的基础知识。

  理想二极管,顾名思义就是压降为零的二极管,但是只能存在于理想之中,目前常用的方案是用P-MOSFET或N-MOSFET加驱动的方式来实现超低压降的正向导通,那么为了方便驱动,PMOS往往放在正端,而NMOS往往放在负端,如下图所示:

  在上图中,两种方式都可以明显的降低导通路径的压降,也可以实现反接的保护。但是也有明显的缺点。PMOS方案其一是不能实现电流倒灌的保护,其二是PMOS体积较大,选择困难;NMOS方案的缺点其一是不能实现电流倒灌的保护,其二是地的连续性被切断。
  基于上述逻辑中的缺点,国内芯片公司都在积极创新,研发了不同规格的全功能的理想二极管,既可以实现反接保护,同时也可以实现防止电流倒灌的保护。如下是基于无锡明芯微电子的理想二极管MX5050T 控制器的基本电路原理。

  当输入反接时,芯片内部不工作,那么U2处于关断状态,此时可以实现输入反接保护;当输出比输入高,或者输入故障时,MX5050T会快速关断U2实现电流倒灌的保护。

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