理想的二極管（也稱為二極管或控制器，更一般地稱為 PowerPath 控制器）是分立式功率二極管的強健、擴展的功能替代品。它由一個MOSFET代替二極管組成，以提供將電源連接到負載的低壓降、低功耗開關。MOSFET 可以是 P 溝道或 N 溝道器件。N 溝道器件允許更大的電流，但需要高于電源電壓的柵極控制電壓才能導通。當柵極控制電壓低于電源電壓時，P溝道器件會開啟，因此不需要更高的電壓即可工作，但P溝道通常具有更高的導通電阻。在下圖中，將 LTC4412 二極管 OR 控制器的低正向壓降作為電流函數的函數與肖特基二極管進行比較。

LTC4412 理想二極管的低壓降降低了與肖特基二極管相比的功耗

凌力爾特有幾個流行的負輸入電壓二極管或控制器，它們使用外部 N 溝道 MOSFET 來開關電源。這些器件 LTC4371 和 LTC4354 均為雙電源二極管 OR 控制器。

LTC4371 –48V/25A 雙通道理想二極管控制器，具有開關“ON” LED 指示燈

對于正電壓N溝道控制器，柵極驅動電路通常包括一個帶電壓鉗位的片內電荷泵（17V齊納二極管），用于設置柵極驅動電壓上限，如下所示。

N溝道理想二極管電荷泵和柵極驅動齊納鉗位

對于負電壓控制器，電路操作相似，但存在細微差別。簡化的負電壓理想二極管如下所示。

負N溝道理想二極管框圖，圖中顯示了柵極驅動電源

有趣的是，它沒有電荷泵電路。乍一看，這似乎很奇怪，但是在審查電路的操作之后，當人們回顧電壓極性所起的作用時，原因變得很明顯。要接通 N 溝道 MOSFET，需要高于漏極電壓的柵極電壓。由于我們正在處理負電壓，因此較高的電壓是接近于零的電壓。

現在觀察框圖是如何集成到實際器件（如下所示的LTC4371）中的。注意引腳V之間的12.4V齊納二極管Z和 V黨衛軍.該齊納二極管限制了IC兩端的壓降，并且該壓降還提供了打開MOSFET所需的“更高”電壓。如果例如 V黨衛軍為 –48V，然后為 VDD大約為 –36V，施加于 MOSFET 柵極引腳（返回電壓 RTN 為 0V）。從數據手冊中的LTC4371柵極引腳描述中，我們看到柵極引腳（GA和GB）是工作在V之間的柵極驅動輸出。黨衛軍和 VDD來控制其相關的 MOSFET 柵極，使器件的行為類似于低損耗二極管開關。

LTC4371 框圖，其中顯示了柵極驅動電壓電源

理想二極管相對于分立二極管的一個優勢是附加功能。LTC4371 具有一種浮動架構，因而允許其在具有負數百伏電壓范圍的負電壓應用中使用。LTC4371 還包括漏極引腳上的齊納二極管，該二極管無需額外的電阻器即可提供高達 100V 和 –40V 的瞬態保護 （通過正確選擇電阻器 R 可增加到 ±300V 或更高大和 R.DB);它包括一個漏極開路故障指示器開關，可用于指示 MOSFET 何時發生故障開路。

總之，理想二極管控制器是分立二極管的改進型、低損耗、高功能替代品。對于負電壓理想二極管，IC兩端的壓降提供了增強外部N溝道MOSFET所需的更高電壓，無需電荷泵。凌力爾特為正電壓和負電壓提供各種理想的二極管OR控制器;有些帶有內部 MOSFET，有些則需要外部 MOSFET;一些 P 通道設備，其他 N 通道設備。無論開關元件如何，它們都為標準或肖特基功率二極管提供低功耗、低壓降替代，此外，許多開關在開關“導通”時提供電流監控和狀態指示器，從而為電源開關電路提供高水平的保護和監控。

審核編輯：郭婷