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更新2022/05/04

ダイオード

能動素子とは、信号を大きくしたり整形する機能を持つ素子をいいます。
受動素子が、印加された電圧・電流に対し抵抗値を変化させるだけの受け身的な機能に対し、能動素子は電圧・電流を増幅・整形することができます。
その代表的な素子が、半導体素子です。
半導体自体の説明はその筋の専門書に譲るとして、半導体で作った素子の代表格にはダイオード・トランジスター・ICなどがあります。
本章では、ダイオードについて説明します。

回路記号と種類

ダイオードには多くの種類があり、主なものは以下の通りです。
・整流ダイオード
・ショットキーバリアダイオード
・LED
・定電圧ダイオード
・サイリスタ
・定電流ダイオード(CRD)
・フォトダイオード
・可変容量ダイオード

機能と用途

ダイオードは、基本的に整流機能を持ちます(定電流ダイオードは例外)。
整流とは、一方向のみ電流を流す機能です。
また、基本の整流機能にプラスして、それぞれの種類のダイオードには固有の特性があります。

・整流ダイオード
電流を一方向に流す整流機能を利用し、電源の整流回路や検波回路などに使われます。

・ショットキーバリアダイオード
通常のダイオードより順方向電圧が低く整流が超高速レスポンスなため、スイッチング回路など高速動作を要求される回路に使われます。

・LED
言わずと知れた発光ダイオードです。 参考:LEDの極性

・定電圧ダイオード
ツェナーダイオードともゼナーダイオードとも呼ばれます。
カソードに+、アノードに-を印加(逆バイアス)すると電流に関係なく定電圧になります。
安定化電源の基準電圧や低周波過電圧ノイズの除去用などに使われます。

・サイリスタ
ゲート(G)の電圧でアノード・カソード間をスイッチングします。
電力用途の電子スイッチに多く使われます。

・定電流ダイオード
電圧によらず順方向の電流が一定になることから、最近はLEDの電流制限用として使用されます。 参考:定電流ダイオード(CRD)の基本

・可変容量ダイオード
バリキャップともよばれ、逆バイアスの電圧を印加することでアノード・カソード間の静電容量値が変化します。
電圧で容量を可変できるので電子同調回路などで使われます。

形状

他のデバイスと同じく、大きく分けてリードタイプと表面実装(チップ)タイプの2種類です。
中には、ねじ止め端子付き電力用途で使う大型特殊形もあります。

特性

ダイオードの順方向の電圧・電流特性です。

順方向電圧Vf 0.4~0.8Vを境に、その電圧以上だと電流が流れやすくなります。
また、上記のダイオード基本特性に付加して、各ダイオードの固有特性があります。

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電子回路とファームウェア専門の元エンジニアが、初心者の頃の疑問や勉強・経験で知った「そうだったのか」を2009年から書いています。 ⇒続き

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