ダイオード は、通常、電気を一方向に伝導し、印加する電圧は、いわゆる「順方向バイアス」方向に従います。電圧が反対方向に動く場合、その方向を「逆バイアス」と呼びます。逆バイアスでは、電流の流れは、一種の電子チェックバルブとして名目上ブロックされます。
ダイオードのマーキングと電気回路記号の概要
ダイオードには通常、端子方向に対して垂直に走る線が付けられます。この線は、順方向にバイアスされた方向で接続された場合の負の方向を示します。象徴的には、順方向バイアスされた正の端子から負の端子の線を指すダイオードの矢印を表します。
矢印は従来の電流の流れの表記を示していますが、実際には電子は反対方向に流れます。皮肉なことに、このシンボルを通る電子の流れは、三角形の漏斗の中に閉じ込められた小さな円形のボールのシンボルがないだけで、空気圧チェックバルブとより密接に一致しています。
ダイオードバイアスはどのように機能しますか?
では、電子の流出を防ぐ物理的な「ゴムボール」がない状態で、ダイオードバイアスはどのように機能するのでしょうか?ご想像のとおり、その答えは電磁気物理学に根ざしています。ダイオードは一般に、正に帯電したP型半導体材料と、負に帯電したN型半導体で構成され、名目上は電荷のない空乏領域を介して互いに接続されています。
- 約0.3 ～ 0.7ボルトの電荷で順方向にバイアスすると、空乏領域が縮小し、電気が流れるようになります。
- 逆バイアスをかけると、空乏領域が拡大し、故障点まで過負荷にならない限り電流が流れなくなります。
順方向バイアスの状況では、P型半導体領域は正の電源電圧に接続され、実質的に空乏領域に押し込まれます。次に、N型半導体に負の電圧が印加され、負の電荷が反発して電子を空乏領域に押し込み、ダイオードのP側に近づけます。ダイオードが十分に順方向にバイアスされ、電子が流れるようになると、回路は完成します。
電圧が反対方向に動くと、正と負の半導体領域がさらに引き離され、空乏領域の影響が増大し、電流が流れなくなります。
ツェナーダイオードが逆バイアスで動作する理由
力 できる ダイオードを介して逆バイアス方向に流れます。ただし、逆電流が流れるということは、通常、ダイオードが電圧的に過負荷になり、おそらくは激しく故障していることを意味します。ツェナー ただし、ダイオードは、PNダイオードと同じように、順方向バイアスの方向に電圧が流れるように設計されています。このバイアスが逆転すると、ツェナー ダイオードは、慎重に制御された特定の電圧レベルで電流を流します。
これらのダイオードは5ボルト以下で動作しますが、アバランシェ ダイオードと呼ばれる同様のコンポーネントは、より高い電圧レベルで同じように動作します。逆電流を実行する能力は、電圧信号出力を変更するのに非常に役立つため、このタイプのダイオードは多くの設計に不可欠な部分です。
電流の一方向バルブが必要な場合、ダイオードの順方向および逆方向バイアス動作により、ダイオードはその作業に最適なコンポーネントになります。ツェナーダイオードとアバランシェダイオードにより、この機能はさらに拡張されます。特殊なダイオードを使用できる このような アプリケーション 敏感な部品を電圧の逆流から保護する以上の機能を備えています。