在兩個(gè)電壓源之間自動(dòng)選擇的示例電路
    現(xiàn)在，您可能會(huì)問(wèn)自己為什么我們需要在如此低的電壓下使用二極管？畢竟，我們?cè)谠摷?jí)別處理的電壓通常是直流電壓。嗯，確實(shí)如此，但有時(shí)我們可能有兩種可能的直流電壓源，并且希望在它們之間自動(dòng)進(jìn)行選擇。“這種事可能嗎？” 你問(wèn)。
    讓我們以下面的電路和相關(guān)仿真結(jié)果為例。當(dāng)電源電壓為 5V 時(shí)，我們從該電源汲取電流，否則，我們從 3V 電池汲取電流。
      基于 1N4001 的開(kāi)關(guān)電路（LTspice 中繪制的模型，Elizabeth Simon）
        運(yùn)行 SPICE 仿真的結(jié)果（Elizabeth Simon）
    正如我們所看到的，電流完全按照我們的意愿從一種電壓平穩(wěn)切換到另一種電壓；然而，我們的 5V 電源已降至 4.35V，而 3V 電源最終為 2.35V。
    另一方面，這只是 0.65V 的壓降，而不是我們?cè)谥暗膶谥杏^察到的 0.8V 至 1V 的壓降。有什么不同？事實(shí)上，不同之處在于我們消耗的電流比以前少得多。返回1N4001 數(shù)據(jù)表正如我們之前看到的，圖 4 顯示了不同電流消耗水平下的典型瞬時(shí)正向電壓。我們看到0.01A（10mA）時(shí)的正向電壓確實(shí)約為0.65V。關(guān)于這個(gè)圖，我們應(yīng)該注意的另一件事是，我們操作的點(diǎn)位于圖的底部邊緣，這意味著我們不知道如果我們碰巧消耗較少的電流會(huì)發(fā)生什么。這很好地表明該二極管更適合我們之前討論的更高電流應(yīng)用。不太堅(jiān)固（并且物理上較?。┑牟考赡芨m合我們的新應(yīng)用。
    應(yīng)用示例：實(shí)時(shí)時(shí)鐘
    作為使用示例電路的典型應(yīng)用的示例，我們有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC)，我們希望在斷開(kāi)電路其余部分的電源時(shí)繼續(xù)保持時(shí)間。在此應(yīng)用中，我們將從 5V 電路發(fā)送信號(hào)來(lái)讀取時(shí)鐘。如果這些信號(hào)的電壓為 5V，則它們的電壓將高于時(shí)鐘電源的電壓。這通常不是一個(gè)好主意。要了解原因，讓我們快速瀏覽一下Maxim DS1347 RTC的數(shù)據(jù)表（這只需要一分鐘，之后我們將返回二極管）。
    像往常一樣，您可能希望將此數(shù)據(jù)表顯示在屏幕上或打印出來(lái)，以便更容易理解。我們想看看第 2 頁(yè)的絕對(duì)最大額定值。
       DS1347 RTC 絕對(duì)最大額定值（Maxim Integrated）
    請(qǐng)注意第二行，其中顯示“所有其他引腳均連接至 GND…-0.3V 至 (Vcc + 0.3V)”。這意味著如果信號(hào)比電源電壓高 0.3V 以上，該部件可能會(huì)損壞。
    肖特基二極管
    這意味著，雖然我們?cè)瓉?lái)的基于二極管的電路提供的自動(dòng)開(kāi)關(guān)功能很好，但我們需要能夠以較小的壓降來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。當(dāng)然，我們真正想要的是零壓降的理想二極管。可悲的是，這樣的事情并不存在。然而，有一種二極管具有較低的壓降。這就是肖特基二極管，以 Walter H. Schottky 的名字命名。肖特基二極管是由半導(dǎo)體與金屬的結(jié)形成的。由于結(jié)的一側(cè)僅存在半導(dǎo)體，因此這些二極管的壓降比常規(guī)二極管低得多。
    現(xiàn)在，讓我們看一下肖特基二極管的數(shù)據(jù)表。在這種情況下，我將查看安森美半導(dǎo)體提供的 1N5817 數(shù)據(jù)表（您可能希望再次將此數(shù)據(jù)表顯示在屏幕上或打印出來(lái)，以便更容易理解）。
    該器件與 1N4001 一樣，額定正向電流為 1A。我們還看到該二極管是一個(gè)系列的一部分，并且該系列不同成員之間的一個(gè)區(qū)別是反向電壓額定值，我們不應(yīng)該感到太驚訝。然而，令人驚訝的是，反向電壓額定值遠(yuǎn)低于 1N4001 系列，其中 1N5817 的額定值只能承受 20V 峰值。顯然，這些部件不適用于整流電源電壓。這種較低的反向電壓額定值是肖特基二極管的典型特征，它是肖特基二極管不被更頻繁使用的原因之一（其他原因包括價(jià)格和反向電流）。
    瀏覽規(guī)格，我們得到了正向電壓，我們看到針對(duì)不同的正向電流水平給出了三個(gè)不同的數(shù)字。在這里我們發(fā)現(xiàn)，在 0.1A 電流下，我們可以預(yù)期最大正向電壓為 0.32V。這是令人鼓舞的，但下一行不太好，因?yàn)槲覀兛吹皆谑覝?(25°C) 下可以有高達(dá) 1mA 的反向電流，在 100°C 下可以有高達(dá) 10mA 的反向電流。如果我們只想提供 10mA 電流，這聽(tīng)起來(lái)當(dāng)然不是很有吸引力，但這是在額定電壓（本例中為 20V）下的情況，那么 2V、3V 或 5V 時(shí)的電流是多少呢？
    為了獲得這個(gè)問(wèn)題的答案，我們必須向下滾動(dòng)到第 5 頁(yè)的底部，在那里我們發(fā)現(xiàn)了典型反向電流的圖表。從該圖中，我們可以看到典型反向電流要小得多，并且隨著反向電壓的降低而降低。此外，從該圖中我們可以看到，25°C 時(shí)的典型反向電流小于 0.1mA，反向電壓小于 5V。這更好，但我們還需要記住，這是典型的而不是最大值，因此可能會(huì)更糟。為了估計(jì)最大值，我們可以假設(shè)電壓曲線的形狀將保持不變并相應(yīng)地對(duì)其進(jìn)行縮放。在這種情況下，我估計(jì) 25°C、5V 時(shí)的最大值約為 0.5mA。
    當(dāng)我們?cè)谶@個(gè)頁(yè)面上時(shí)，讓我們看一下圖 7，它反映了典型的正向電壓。請(qǐng)記住，該圖表給出了 0.1A 時(shí)的最大正向電壓為 0.32V。圖 7 顯示相同電流下的典型正向電壓約為 0.28V。沿著曲線向下到底部，我們?cè)?0.02A 時(shí)得到大約 0.22V。在這種情況下，我們要尋找的點(diǎn)位于圖表的底部，這告訴我們（如果我們還沒(méi)有從反向電流規(guī)范中猜測(cè)）我們確實(shí)應(yīng)該尋找更小、不太堅(jiān)固的部件。
    只是為了好玩，我在仿真模型中用 1N5817 替換了 1N4001，并運(yùn)行它來(lái)看看會(huì)得到什么。修改后的電路和仿真結(jié)果如下所示。
        基于1N5817的開(kāi)關(guān)電路（LTspice繪制的模型，Elizabeth Simon）
      運(yùn)行 SPICE 仿真的結(jié)果（Elizabeth Simon）
    這次，模型顯示我們的 5V 電源已降至 4.79V，而我們的 3V 電源最終為 2.79V。這只是 0.21V 的壓降，這是我從圖表中猜測(cè)的（當(dāng)模型、仿真和數(shù)據(jù)表一致時(shí)就很好了）。因此，我們可以將此部件用于此應(yīng)用，盡管我們最好使用具有更好反向電流規(guī)格的較小部件。
    說(shuō)到反向電流規(guī)范，我發(fā)現(xiàn)我跳過(guò)了數(shù)據(jù)表中的幾頁(yè)。這些頁(yè)面包含討論反向電流對(duì)功耗影響的圖表和方程。
    對(duì)于我們之前討論的 1N4001 二極管，我在討論功耗時(shí)忽略了反向電流。這樣做是合理的，因?yàn)榉聪螂娏鬟h(yuǎn)小于正向電流。畢竟，如果您的反向電流在 50V 時(shí)為 50μA，則僅為 2.5mW，遠(yuǎn)小于與正向耗散相關(guān)的 0.8W。相比之下，1N5817 的 10mA、20V 反向電流 (0.2W) 明顯高于 0.45W（0.45V、1A）正向耗散。在接近額定值的情況下使用這些部件時(shí)，這是另一件需要記住的事情。