在电子电路领域，理想二极管是一个重要的概念。想必大家都见过树莓派 3B 电路板上使用的经典电路图，从原理图注释不难猜到，这是由分立器件搭建的理想二极管电路，其主要功能是实现单向导通，防止电路板电流倒灌，避免烧毁外部 USB 等设备。
　　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无压降、反向阻断时电流近乎为零的特性，能有效实现单向导电功能，就像一个智能开关，只允许电流从正极流向负极，从而保护电路免受反向电流的损害。
　　不过，树莓派 3B 上的理想二极管电路存在一定局限性。其电流受 Q3 管子的 Ids 限制，输出电压受 MOS 管 Vgs 限制，并且对 U14 的两颗 PNP 三极管的匹配度要求较高。此外，相关计算也较为复杂。
　　本期我们将重点分析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。其典型应用图看起来有较多外围器件，但我们可以通过分析其内部框图来更好地理解。
　　从原理框图中可以看出，该芯片的逻辑主要包括判断、控制、驱动和使能四个部分。使能部分通过高电平或低电平控制开关，较为简单。检测部分分为三个方面：一是错误的输出状态 FT 管脚，若欠压则输出低电平（开漏需要外部上拉）；二是负载电压检测，当电压低于设定电压 VMIN UV falling threshold 时输出低电压；三是 BVM 作为 Source 电压检测输出，当低于内部 VUV_BVM_F 时输出低电平。
　　VS 管脚作为模拟量输出，与 Source 电压存在倍率关系，可能内部集成了电阻分压。这也是典型应用图中 VS 需要外接 RC 滤波器的原因，因为 VS 可连接到单片机的 ADC 端口，用于检测 Source 电压。
　　驱动部分是该芯片设计的一大亮点。芯片内部有一个开关电源，其作用是创造一个浮在 Source 上的电压，以驱动 NMOS 实现理想二极管功能。这里的控制 MOS 管采用的是 NMOS，而非常用的 PMOS。当开关电路工作时，电流先通过蓝色路径给电感充电，再通过绿色续流路径给电容充电。由于 C2 上端是 Drain 的电压，电容下端电压被抬升，电容的电为芯片内部的 MOS 管驱动电路供电，从而实现对 NMOS 的驱动。
　　最后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。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，内部稳压器开始工作；当漏极电压大于源极电压 75mV 时，快速打开 NMOS；当漏极电压小于源极电压 4mV 时，关断 NMOS。这样的逻辑与二极管一致，并且由于使用了 MOS 管，能保证优秀的低压降特性（20mV），这是普通二极管无法达到的。