Какова цель использования MOSFET вместо обратного диода в топологии Buck?

http://www.digikey.co.uk/Web%20Export/Supplier%20Content/Semtech_600/PDF/Semtech_synchronous-vs-asynchronous-buck-regulators.pdf?redirected=1

Диоды с прямым смещением не обладают идеальной проводимостью; на них падение напряжения 0,7В (0,3В по Шоттки). При больших токах это приводит к большому рассеиванию мощности на диоде. Сильноточные диоды также могут иметь более длительное время восстановления.

Когда нижний полевой МОП-транзистор включен, ток течет через него, а не через внутренний диод. МОП-транзисторы выбираются из-за низкого Rdson (по сопротивлению), поэтому в МОП-транзисторах рассеивается минимум энергии.

Помимо повышения эффективности, вероятно, наиболее важной причиной использования «синхронизирующего» MOSFET является то, что переключатель не будет переходить в прерывистый (импульсный) режим почти так же часто. Пакетный режим возникает при легких нагрузках, потому что минимальная энергия за цикл, которая может быть передана, выше, чем требует нагрузка.

Это часто происходит при переменных нагрузках или при максимальном входном напряжении питания. Это вызывает значительно большие пульсации напряжения на выходе. Несинхронная коммутационная схема будет иметь минимальный рабочий цикл в непрерывном режиме перед переходом в прерывистый режим — здесь нет выбора — она не может поддерживать переотдачу энергии в нагрузку, иначе выходное напряжение значительно возрастет.

В синхронной схеме переключения, поскольку избыточная энергия может быть удалена из выходного конденсатора в течение всего периода времени, в течение которого последовательный полевой МОП-транзистор выключен, синхронная схема не должна переходить в прерывистый режим работы. Некоторые устройства предоставят вам возможность входа в прерывистый режим, потому что может быть некоторая экономия энергии при небольших нагрузках, но это функция, определяемая клиентом / поставщиком.

Это означает, что размах пульсаций выходного напряжения почти гарантированно будет значительно меньше при использовании синхронной топологии почти в каждом приложении. Это в сочетании с эффективностью в районе 95% (например, понижающие регуляторы) делает эту топологию предпочтительной на сегодняшний день.