【直播FAQ】安世半导体理想二极管与负载开关，保障物联网应用的稳健高效运行问答汇总

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【直播FAQ】安世半导体理想二极管与负载开关，保障物联网应用的稳健高效运行问答汇总 [复制链接]

内容简介：安世半导体（Nexperia），作为功率器件领域的研发、生产和销售的全球领导者，持续通过创新技术为各行业注入新动力。最近，公司宣布推出了两款新型低压理想二极管。
在即将举办的研讨会中，我们的资深专家将深入剖析理想二极管的卓越特性，尤其是其较传统二极管更低的正向压降等关键参数。此外，探讨负载开关如何优化系统效能也是议题之一。结合实际应用案例，我们将展示这些创新产品如何满足设计者对极致能效的追求。

直播讲师：Darren Chang | IC 解决方案资深产品市场经理

FAQ详情：

1、应用的领域有哪些呢？

A：在智能电表、烟感，IOT 以及汽车上面的 ADAS 和 TCU 等上面都是有使用的。

2、目前能做到的最大耐压、电流是多大？

A：目前发布的 NID5100 可以耐压6V，可持续电流1.5A。

3、电子保险丝最高的应用电压是多少V？

A：电子保险丝现在发布的 NPS3102 是一颗18V的，最大耐压值是21V。

4、电子保险丝保护时间是多少？

A：电子保险丝的响应时间很快的，基本都在1-2us 这个量级，通常用的自恢复保险丝一般响应时间在100ms左右。

5、请问 DID5100 有哪些保护机制呢？

A：NID5100 集成有反向电流保护，电源反极性保护。

6、相关产品有哪些型号？

A：理想二极管：NID5100，NID1100；负载开关：NPS4053， NPS1001。电子保险丝：NPS3102A, NPS3102B。

7、理想二极管产品功耗和散热情况如何？

A：因为理想二极管本身的压降和导通电阻是很小的，通常压降只有30mV左右，一般二极管压降都在300mV左右，理想二极管的压降几乎是传统二极管的十分之一，所以它本身自己的发热是非常小的，这也是理想二极管比传统二极管的优势之一。

8、NID5100的block reverse voltage是多少？

A：30mV.

9、你好，我们目前用的比较多的是 LM66100, MAX40203和LM74700, 现在要替代掉美国芯片，你们哪些料可以替代这三颗？

A：LM66100 可以用 NID5100 替代， MAX40203 可以用 NID1100 替代，LM74700 的替代品正在开发中。

10、RCP 和 RPP 是什么意思？

A：RCP 是 Reverse Current Protection，是指当输出 OUT 引脚的的电压比输入 IN 的电压高的情况下会有反向电流从 OUT 流过 IN，当我们检测到有反向电流流过的时候 NID5100 和 NID1100 会关闭内部 MOS 管防止反向电流对芯片以及系统前级电路造成破坏。

11、NPS4053 负载电流可控制吗？此电流范围是多少？

A：可以，110mA-2.5A 可调

12、贵司理想二极管价格相对普通二极管贵多少？

A：理想二极管的价格其实和传统二极管以及 PMOS 的方案对比下来没有贵多少，主要是理想二极管性能更优秀一些。

13、请问 NID5100 和 NID1100 是工规还是车规的？

A：NID5100是有车规版本的，而且是 AEC Q100 Grade1。

14、NID5100的 RCP 是如何实现的？

A：电路内部是通过检测OUT和IN的电压差来实现的，当OUT的电压比IN高30mV的时候就判断有反向电流然后就会关掉内部MOS管。

15、想问一下能不能推荐一下可以使用单片机控制的负载开关呢？

A：NPS4053 是最常用的，可以用单片机控制。

16、现在想找理想二极管控制器，要求宽工作输入电压范围 VIN1V至50V，50ns快速响应电流反向，2A峰值栅极关断电流，请问有合适的推荐吗？

A：目前只有低压的，高于50V量级的在开发中

17、NPS4053 比现在市面上同级别的负载开关有什么优势？

A：NPS4053是目前市面上唯一个有ILIM保护的： ILIM 引脚可以短路到底或者悬空。通常这类型的负载开关有一个ILIM引脚来设置过流保护门限，通过在ILIM引脚和GND之间接一个外部电阻来调整限流门限的大小，但是在实际产品中电阻由于焊接原因电阻会出现短路或者虚焊的情况，在这两种情况下负载开关的限流电路都无法工作，我们针对这个痛点专门做了电路来检测ILIM断开或者短路的情况，当ILIM引脚开路时NPS4053仍然可以正常工作，且限流点为110mA，当ILIM引脚短路到GND时，NPS4053仍然可以正常工作且限流点为2.5A。在实际应用中如果限流点需要控制在100mA或者2.5A左右可以直接把ILIM开路或者短路而不需要额外的电阻，以此节省成本。

18、Nexperia 的负载开关（如NPS4053和NPS1000）是如何通过控制电源路径来优化系统效能的？它们提供了哪些额外功能或保护机制？

A：集成了过流保护，欠压保护，短路保护，反压保护以及过问保护。

19、NPS1001有限流保护功能吗？

A：NPS1001没有限流保护功能，如果有限流的要求，推荐使用NPS4053。

20、以上是否都量产？什么时候可以批量采购？

A：以上除了NID1100在1月开始量产，其他的都已经量产了的，而且有批量出货的。

21、安世半导体（Nexperia）的低压理想二极管，是否支持申请样品？如果可以申请样品，如何申请？

A：可以去官网申请或者联系销售，没有销售联系方式也可以发邮件至：yongqiang.sun@nexperia.com

22、我的产品上有3.3V和5V两种电源，供电电流分别为500mA和2A，但是3.3V要在5V之前上电，请问有没有合适的产品推荐？

A：推荐使用 NPS4053，它的工作电压在2.5V-5.5V，所以3.3V和5V都是没问题的。而且 NPS4053 具有过流保护功能，限流值在110mA-2.5A可调。 NPS4053 有一个使能引脚，可以通过对使能引脚的控制达到控制上电时序的目的。

23、NPS4053 和 NPS1000 软启动时间是否可设置？对电路启动过程中的浪涌电流有抑制吗？

A：NPS4053 和 NPS1001 内部已经集成了浪涌电流抑制，不过 NPS1001 还可以外部调节，NPS4053不能调节。

24、安世半导体（Nexperia）的低压理想二极管，如有车规级的产品，是哪些系列或者型号？

A：NID5100-Q100是车规版本

25、负载开关是否支持在线编程或远程控制？

A：负载开关本身没有通信接口，所以需要借助系统上的主控制器来完成在线变成或者远程控制。

26、理想二极管与负载开关太通过了哪些相关测试认证？

A：CB和UL认证

27、怎么区分理想二极管和负载开关，在那些参数上可以看出来呢？

A：一般 datasheet 上的标题会直接写明是理想二极管或者负载开关，从电路架构上看例如 NID5100 有一个从 IN 到 OUT 的体二极管，一般负载开关是不能这么做的，即使有也是从 OUT 到 IN。

28、如何从半导体物理层面理解 NID5100 的工作原理，载流子的运动方式与传统二极管有差异吗？

A：传统二极管PN结，我们内部是 MOS，所以本质上是二极管和 MOSFET的区别。

29、做保护倒是可以，但其单价比单颗 MOS 更便宜吗？

A：单颗 MOS 其实还要搭配一些外围器件，整体上看理想二极管价格和 MOS方案相差不会很大。

30、怎么区分理想二极管和负载开关？

A：理想二极管通常都有反向电流阻断功能，但是一般的负载开关没法做到这一点，要做成本就会增加。

31、负载开关的低电阻是基于什么技术或工艺实现的？

A：它内部本身是一个 MOS 管，导通电阻和供电电压有关系，可以理解为 MOS管GS直接的电压，此电压越大 MOS 管的导通电阻越小，目前负载开关基本都会用130um、180um、250um的成熟制程。

32、安世理想二极管的最小反应时间是多大？

A：这个很小的，一般响应时间都在1us级别。

33、目前在车规领域有实际应用案例吗？

A：ADAS

34、Nexperia 的功率器件如何确保智能电表、安防系统等安全关键应用的可靠性？

A：Nexperia 一向注重产品质量，有非常严苛的质量管控条例，产品不良率是按照PPB（parts per billion）来计算的，通常业界是按照PPM(parts per milliom)。

35、物联网设备中的某个模块发生短路故障时，NPS4053 和 NPS1000 负载开关能否隔离故障模块？

A：可以的，例如检测到负载短路，会关断给负载的供电，这样可以保护其他的负载可系统可以正常运行。

36、除了防反向还有哪些防护？

A：过温保护，短路和过流保护，反向电流保护。

37、二极管的选型主要看哪些关键参数？

A：工作电压，正向导通压降，可持续电流，漏电流等。

38、应用于更大双电源切换的话有什么好的解决方案？

A：目前安世半导体的产品还是小功率的，大功率的目前很多客户用我们的 MOS 做的，大功率的理想二极管在开发。

39、插入损耗有几多？

A：这个还是取决于正向压降，30mV左右。

40、NPS4053 和 NPS1000 负载开关如何应对高温、高湿度等恶劣环境？

A：针对高温环境我们集成了过温保护。针对高湿度环境，我们的封装经过特殊处理的可以做到 Zero Delam。

41、NID5100 最大的缓启电流能设置吗？能带最大的容性负载启动？

A：最大缓启电流不能设置，推荐最大负载电容100uF。

42、负载开关在控制供电顺序时，如何避免不同模块之间的电流倒灌现象？

A：NPS4053是具有反向电流保护功能的。

43、安世理想二极管使用需要考虑环境温度吗？

A：需要的，一般推荐环境温度在-40C到125C。

44、NID1100 ，NID5100具有缓启动的功能吗？

A：内部已经集成了

45、安世公司电子器件的耐受温度情况如何？

A：理想二极管和负载开关的温度是结温最大150C，超过150C会过温保护。

46、NPS4053 和 NPS1001 有什么区别？

A：NPS4053 是2.5V-5.5V供电， NPS1001是0.5V -2V 供电， NPS4053集成了更多保护如过流，反压保护，短路保护，可调限流值。而NPS1001 是可调 soft start。

47、安世半导体（Nexperia）的低压理想二极管，有哪些封装方式？

A：SOT363 和 SOT23-5

48、NPS1001为什么有两个供电引脚？

A：用两个供电引脚的目的是为了实现更稳定的导通电阻，我们知道，一般的负载开关的RDS(on)是随着VIN的电压变化而变化的（VIN电压越小Rds(on)越大），NPS1001引入Vbias引脚，通过Vbias引脚单独给芯片内部的电荷泵供电，电荷泵的输出作为打开内部MOS的电压，这样MOS管的导通电阻是跟VIN没有关系的，不管VIN的电压怎么变化MOS管的导通电阻都是不变的，在对电压波动非常敏感的应用中推荐使用这种带有双电源引脚的负载开关。当然对于一般的应用也可以直接把VIN和VBIAS直接接一起。

49、负载开关的过流阈值是否可调节？调节范围是多少？

A：可以调节，110mA-2.5A

50、理想二极管比常用二极管优势在哪里？

A：导通压降更低，漏电流更低，响应更快，集成了浪涌电流抑制功能，更多的保护功能如短路保护功能，过温保护等。

51、NPS4053 和 NPS1000 负载开关在开启和关闭模块时，切换时间是多少？

A：电路内部是很快的，但是输出电压的下降快慢还取决于负载的大小以及输出电容的大小，不过一般不超过几个ms。

52、Nexperia 的理想二极管在静态工作模式下的电流消耗是多少？这如何帮助减少待机功耗？

A：静态功耗在500nA以下

53、漏电流和反向压降是多少？

A：漏电流在130nA左右，反向耐压6V

54、数据手册在哪里下载？

A：您好，理想二极管NID5100数据手册可点此下载：https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/NID5100.pdf。官网输入料号均可下载数据手册。

应用局限有哪些？

A：耐压现在比传统的二极管低。

56、有支持24v或者48v系统的理想二极管产品吗？

A：正在开发

57、理想二极管实现成本相对传统二极管的成本会增加哪些？寿命是否会有优势？

A：理想二极管的成本较高，但并没有高多少。理想二极管实现了肖特基二极管所不具备的多种保护功能，例如 RCB、反极性保护和较低的 Vfwd 压降。这有助于延长具有冗余电源的电池电源系统的使用寿命。

58、理想二极管的优势有哪些？

A：NID5100 提供比传统肖特基二极管更低的正向压降。与肖特基二极管相比，它还具有较低的反向漏电流和低工作电流，而肖特基二极管的正向电流会随着温度的升高而急剧增加。

59、理想二极管比传统的二极管有哪些优势？

A：NID5100 提供比传统肖特基二极管更低的正向压降。与肖特基二极管相比，它还具有较低的反向漏电流和低工作电流，而肖特基二极管的正向电流会随着温度的升高而急剧增加。

60、反向耐压多大？

A：对于NID5100反极性保护的额定值为 -6V。

61、有哪些封装？

A：对于 NID5100，它可用于 TSSOP6

62、理想二极管的应用场景有哪些？

A：备用电池供应，冗余电源。设计可能发生反极性情况的情况。

63、理想二极管的切换响应时间

A：导通时间 = 165uS （典型值），关断时间，30us （典型值）。

64、请问，安世半导体理想二极管压降可以请问，安世半导体理想二极管压降可以做到多少？

A：正向调节电压为 31mV

65、通过二极管额定电流条件下的温升情况怎么样?

A：结点与环境热阻为 256 C/W。温度上升在很大程度上取决于环境。

66、理想二极管在反向恢复时间上的表现如何？这对于高频开关应用意味着什么？

A：理想二极管通常不适合高速开关。

67、二极管在选型时，哪些参数必须注意的？

A：主要针对电压降和输入静态电流。

68、安世二极管反向耐压最大可以做到多少？

A：对于NID5100反极性保护的额定值为 -6V。

69、请问，理想二极管压降可以做到多少？

A：NID5100的典型压降为 31mV。

70、NID5100什么时候可以购买了？

A：已发布了

71、理想二极管能承受的最大浪涌电流是多少？

A：NID5100 可承受 2.5A 峰值 <120ms 2% 占空比。其额定最大连续电流为 1.5A。

72、NID5100的快速切换时间是多少？

A：导通时间 = 165uS （典型值），关断时间，30us （典型值）。

73、安世半导体理想二极管 NID5100 相比传统二极管，在正向压降降低方面采用了哪些独特的技术原理？

A：NID5100 使用 gm 放大器来调节输入和输出的恒定电压，而不受负载电流的影响。更多信息可以在 DS 中找到。

74、二极管的应用场景有哪些？

A：备用电池供应，冗余电源。设计可能发生反极性情况的情况。

75、二极管封装中的散热问题如何解决？安世半导体有哪些有效的散热设计和材料选择？

A：NID5100将 Vfwd 调节到恒定水平，额定电流为 1.5A。这限制了封装温度的上升，使该器件成为自动化应用的理想选择。

76、有没有支持60V 10A以上的理想二极管？

A：Nexperia 目前正在开发额定电压为 60V 的理想二极管控制器，该控制器将于 2025 年第 4 季度发布。

77、软起动在NID110上面是如何实现的呢？

A：NID110 在内部利用转换速率控制电路，将输出的上升时间限制在安全速度以限制浪涌。

78、理想二极管 NID5100 的正向压降在不同电流负载下的变化如何精确测量？

A：差分探针可用于测量 NID5100 的 in 和 out 引脚。跨 IN 和 Out 的 DVM 对于测量不同负载的 Vfwd 也很有用。

79、有没有反向电压达到220V应用的理想二极管

A：很遗憾，Nexperia 尚未提供此功能。

80、安世半导体的理想二极管与负载开关是如何协同工作的？‌

A：理想二极管通常放置在电源输入端以保护下游 DC/DC 转换器，而负载开关则放置在 DC/DC 之后以保护连接的负载。

81、理想二极管在高频应用场景下，反向恢复特性表现如何？对电路性能有何影响？

A：理想二极管通常不适合高速开关。

82、NID5100 的结温与正向压降之间存在怎样的函数关系？在高温环境下如何保证稳定性？

A：NID5100在不同负载和高温下保持相对恒定。在 25C 和 125C 时 Vfwd 之间的 dleat 很小。

83、NID5100理想二极管支持多高的正向电流？

A：最大连续电流为 1.5A。

84、NID5100的逆向漏电流是如何做到这么低的

A：与传统二极管相比，输出引脚上的输入保护结构具有高阻抗。

85、与其他类似的理想二极管产品相比，NID5100 在正向导通电阻上有何优势？

A：NID5100 提供比竞争对手设备更低的 Vfwd。以及 RCB 和 RPP。

86、NID5100的VREG在温度范围-40~85，温漂多少啊吗？

A：NID5100 和 Vfwd 的温度漂移最小。

87、NID5100的响应时间是多少？

A：导通时间 = 165uS （典型值），关断时间，30us （典型值）。

88、如何精确测量安世半导体理想二极管的正向压降以及负载开关对系统效能的提升效果？

A：您可以通过测量 VIN 和 Vout 引脚并取两者之间的 delta 来测量 Vfwd 压降。然后，您可以使用此电流和负载电流来计算功率常数。

89、NID5100理想二极管可在OR-ed电源之间自动转换吗？

A：是的，如果 NID5100 用于 Oríng 场景，则输入最高的NID5100将主导输出，并导致其他连接的NID5100在反向电流条件下关闭。

90、二极管的快复位时间与哪个主要参数有关？

A：放大器内部的调节与开启和关闭时间有关。

91、这些产品和技术在实际应用中表现如何，有哪些成功的案例可以分享？‌

A：备用电池供应，冗余电源。设计可能发生反极性情况的情况。

92、理想二极管在整流电路中的作用是什么？

A：这不是 NID5100 的原意纠正功能。

93、二极管导通时电阻值如何变化？

A：传输 fet 由 gm 放大器控制，该放大器在不同负载下保持恒定的输入和输出电压。

94、理想二极管在防止电流倒流时，其内部的电荷传输机制是怎样的？如何优化减少功率损耗？

A：NID5100监控输出引脚通过其反向电流阻塞器来确定输出是否大于输入。如果达到限值，则传输 FET 将关闭，导致无电流回流。

95、在一些对功耗要求极为严格的小型移动设备中，安世半导体的这些产品是如何具体应用的？

A：理想二极管通常用于电池备份系统，可用于移动设备。这限制了二极管两端的 Vfwd 压降并节省了功耗。

96、防反接保护机制是：烧毁二极管，保护MCU吗？

A：如果观察到相反的情况，NID5100 会将 GND 引脚与器件的其余部分隔离开来。这样可以保护设备。

97、多电源供电的物联网系统，能否协调不同电源之间的切换？

A：是的，NID5100 就是为此而设计的。

98、理想二极管的开关速度于物联网设备充放电过程有影响吗？如何提高开关速度？

A：由于对传输 FET 的调节，开关速度在 NID5100 中是恒定的。

99、NID5100的价格大概是普通肖特基价格的多少倍呢？

A：NID5100仅比肖特基二极管高出几美分。

100、理想二极管pcb布局时，需要考虑哪些因素?

A：为您的 IN 和 OUT 引脚浇注铜，以最大限度地减少 PCB 走线中的电压降。

101、理想二极管如何降低漏电流？

A：OUT 引脚上的输入结构是高阻抗的，可限制泄漏。

102、NID5100理想二极管取得了哪些认证？

A：AEC q100 汽车质量以及 JDEC ESD 测试。

103、在不同温度条件下，理想二极管的关键参数（例如正向压降、反向漏电流）的变化情况是怎样的？这对设计者选择工作温度范围有何指导意义？

A：VFWD 在不同温度下保持相对恒定。您可以在线查看規格书或查看每个参数的图表。

104、请问，理想二极管选型时需注意哪些参数？

A：Vfwd、Iq 和反向漏电流。

105、安世的二极管有什么特点和优势？

A：理想二极管实现了肖特基二极管所不具备的多种保护功能，例如 RCB、反极性保护和较低的 Vfwd 压降。这有助于延长具有冗余电源的电池电源系统的使用寿命。

这个理想二极可以当开关来用吗？

A：NID5100 不能用作开关，但 NID1100 可以用作开关，因为它在禁用时具有正向电压阻断功能。

107、NID1100大概什么时候发布呢？

A：2025 年第一季度初

108、NID5100在PCB布局布线方面要注意那些？

A：靠近 IN 和 OUT 引脚的 Input 电容和 output 电容。IN 和 OUT 引脚的铜浇注。

109、安世半导体（Nexperia）的低压理想二极管，目前供货情况如何？交货周期大概多少周？

A：NID5100为 1.5A 连续电流。

110、安世半导体（Nexperia）的低压理想二极管，适用于哪些行业或者领域？

A：消费、汽车和工业。使用冗余电源的电池备份设备和设计。

111、安世半导体（Nexperia）的低压理想二极管，是否有车规级的产品？

A：是的，NID5100 符合 Q100 标准。

112、理想二极管的参数在哪里可以查找？

A：我们理想二极管的数据表可在我们的网站上找到。

113、安世半导体（Nexperia）的低压理想二极管，通过了哪些认证？

A：JDEC 和 AEC q100 认证

114、安世半导体（Nexperia）的低压理想二极管，正向压降最低可达到多少？

A：我们的 NID5100 vfwd 的最小规格为 7mV。

115、二极管的导通损耗一般在什么范围？

A：传统肖特基二极管具有 200mV 压降。而 NID5100 仅为 31mV。

116、高频信号下，NID5100 的理想二极管特性是否会发生变化？如何应对？

A：NID5100 不适用于高频开关应用。

117、NID5100 如何适应复杂的电磁环境并保持理想二极管的性能稳定？

A：这里需要仔细考虑输入和输出器件以及电路板布局。

118、NID5100理想二极管取得了哪些认证？

A：JDEC 和 AEC q100 认证

119、二极管是否有应用在光伏茶农上的？

A：是的，NID5100 可用于光伏（PV）应用，并且由于其高效的理想二极管特性，它非常适合此类用例。在 PV 系统中，理想二极管通常用于提高潮流管理的效率和可靠性。

120、理想二极管有抗浪涌能力吗？

A：NID1100结合了软启动和瞬态控制，可防止浪涌造成的损坏。

121、NID5100理想二极管采用了哪种塑料封装，这种封装在尺寸和热性能上有哪些优势？

A：TSSOP6

122、NID系列能配置缓启时间和电流的电子负载后续是否有规划？

A：NID1100结合了软启动和瞬态控制，可防止浪涌造成的损坏。

123、请推荐一款理想二极管控制器芯片，用来控制mos来完成导通与关闭，并且防止电流倒灌的。

A：Neperia 尚未提供理想的 didoe 控制器，但我们将在 2025 年第 4 季度提供一款带有可选外部 MOSFET 的控制器。

这个理想二极管跟mos管一样的原理么？

A：理想二极管使用内部传输 FET，但由 GM 放大器控制，该放大器调节漏极和源极上的电压降。

125、NID5100的封装与工业SC88/SC70-6封装兼容吗？

A：很遗憾没有。