
二极管是电子领域的基础元件,想必电子爱好者都熟悉它的正向导通和反向截止的特性。
二极管在正向导通时会产生一个被称为“管压降”的现象,这是半导体材料本身的物理特性所决定的。对于硅管,这个压降大约为0.7V;对于锗管,则大约为0.3V。当二极管导通时,必须在其两端施加一个大于管压降的电压才能使电流通过。而且,随着电流的增大,这个压降值也会有所增加。
正因为这个管压降的存在,电路会产生一定的能量损失。例如,5V的输入电压经过二极管后可能只剩下部分电压,损失的部分以热能的形式散失。在实际应用中,我们都希望这个压降越小越好。也有利用这个管压降来达到特定的目的,比如降压。
理想二极管的概念是理论上不存在管压降的二极管,但实际上这种理想状态并不存在。现实中,有一种低压降二极管,其性能相对于普通二极管有所优化。以CH213这款低压降理想二极管芯片为例,它集成了过流保护、短路保护、过温保护以及电源极性保护等功能。
这款理想二极管相当于肖特基二极管和自恢复保险丝的结合,但导通压降大幅降低,过流保护更为迅速。在输入电源极性错误时,它能保护VO输出端的负载电路;当电流过大或发生短路时,它会自动调整VO电压以降低电流输出,从而实现限流和过流保护;它还具有过温保护功能,当芯片温度过高时会自动关断开关管以保护电路。
这款理想二极管的应用非常广泛,可以在3V或5V直流应用中替代普通二极管,提供电源极性保护、过流和短路保护以及较低的导通压降。其工作原理可以简单理解为在二极管的基础上增加了一些保护功能和优化措施。
对比普通二极管、肖特基二极管和肖特基二极管加保险丝的组合,理想二极管的管压降显著降低,最低可降低数倍甚至数十倍。这大大减少了电路中的能量损失,提高了电路的效率。其集成化的设计也使得电路更加简洁、方便。理想二极管是电子电路中的一种重要元件,其低管压降和优化设计使其在应用中具有诸多优势。
