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ダイオード特性

順方向および逆方向のバイアス操作には、さまざまな現在のスケールがあります。 曲線の前方部分は、P領域が正になり、N領域が負になると、ダイオードが単に導通することを示しています。

ダイオードは、高抵抗方向に電流をほとんど流しません。 Pregionが負にされ、N-regionが正にされるとき。 これで、正孔と電子が接合部から排出され、障壁電位が上昇します。 この状態は、曲線の逆電流部分によって示されます。

曲線の点線の部分は、*理想的な曲線*を示しています。これは、雪崩破壊ではない場合に生じます。 次の図は、接合ダイオードの静特性を示しています。

静的特性

ダイオードIVの特性

ダイオードの順方向および逆方向電流電圧（IV）特性は、一般に単一の特性曲線で比較されます。 「順方向特性」セクションの下に示されている図は、通常、順電圧と逆電圧がグラフの水平線上にプロットされることを示しています。

順電流値と逆電流値がグラフの縦軸に表示されます。 順方向電圧は右に、逆方向電圧は左に表示されます。 開始点またはゼロ値はグラフの中心にあります。 順電流は水平軸より上に伸び、逆電流は下に伸びます。

結合された順方向電圧と順方向電流の値はグラフの右上部分にあり、逆方向電圧と逆方向電流は左下隅にあります。 通常、順方向と逆方向の値を表示するには、異なるスケールが使用されます。

フォワード特性

ダイオードが順方向にバイアスされると、電流（IF）が順方向に流れます。 IFの値は、順方向電圧の量に直接依存します。 順方向電圧と順方向電流の関係は、アンペアボルト、またはダイオードのIV特性と呼ばれます。 次の図に、典型的なダイオード順方向IV特性を示します。

転送特性

以下は観察です-

• 順方向電圧はダイオード全体で測定され、順方向電流はダイオードを流れる電流の測定値です。
• ダイオードの順方向電圧が0Vの場合、順電流（IF）は0mAになります。
• 値がグラフの開始点（0）から始まる場合、VFが0.1 Vステップで徐々に増加すると、IFは上昇し始めます。
• VFの値がP-N接合の障壁ポテンシャルを克服するのに十分な大きさである場合、IFの大幅な増加が発生します。 これが発生するポイントは、しばしばニー電圧* V〜K〜と呼ばれます。 ゲルマニウムダイオードの場合、 V〜K〜*は約0.3 V、シリコンの場合は0.7 Vです。
• IFの値が* V〜K〜*をはるかに超えると、順方向電流が非常に大きくなります。

この動作により、接合部で過剰な熱が発生し、ダイオードが破壊される可能性があります。 この状況を回避するため、保護抵抗がダイオードと直列に接続されています。 この抵抗は、順方向電流を最大定格値に制限します。 通常、ダイオードが順方向に動作する場合、電流制限抵抗が使用されます。

逆特性

ダイオードに逆バイアスがかかると、通常非常に小さい逆電流が流れます。 一般的なダイオードの逆IV特性を上の図に示します。

このグラフの垂直逆電流線には、マイクロアンペアで表される電流値があります。 逆電流の伝導に関与する少数電流キャリアの量は非常に少ないです。 一般的に、これは逆電圧の大部分にわたって逆電流が一定のままであることを意味します。 ダイオードの逆電圧が最初から増加すると、逆電流に非常にわずかな変化があります。 ブレークダウン電圧（VBR）ポイントでは、電流は非常に急速に増加します。 このとき、ダイオード両端の電圧は適度に一定のままです。

この定電圧特性は、逆バイアス条件下でのダイオードの多くのアプリケーションにつながります。 逆バイアスされたダイオードの電流伝導に関与するプロセスは、*アバランシェ降伏*および*ツェナー降伏*と呼ばれます。

ダイオード仕様

他の選択と同様に、特定のアプリケーション用のダイオードの選択を検討する必要があります。 通常、製造業者はこのタイプの情報を提供します。 最大電圧および電流定格、通常の動作条件、機械的事実、リード識別、取り付け手順などの仕様

以下は重要な仕様の一部です-

• 最大順方向電流（IFM）-ダイオードを通過できる絶対最大繰り返し順方向電流。
• 最大逆電圧（VRM）-ダイオードに印加できる絶対最大またはピーク逆バイアス電圧。
• 逆ブレークダウン電圧（VBR）-ブレークダウンが発生する最小定常逆電圧。
• 最大順方向サージ電流（IFMサージ）-短時間の間に許容できる最大電流。 この電流値はIFMよりもはるかに大きくなります。
• 最大逆電流（IR）-デバイスの動作温度で許容できる絶対最大逆電流。
• 順方向電圧（VF）-デバイスの動作温度での所定の順方向電流に対する最大順方向電圧降下。
• 消費電力（PD）-25°Cの自由空気中でデバイスが安全に継続的に吸収できる最大電力。
• 逆回復時間（Trr）-デバイスがオンからオフの状態に切り替わるまでにかかる最大時間。

重要な用語

• ブレークダウン電圧-逆電流の急激な上昇でPN接合が破壊される最小の逆バイアス電圧です。
• ニー電圧-ジャンクションを流れる電流が急激に増加し始める順方向電圧です。
• ピーク逆電圧-PN接合に損傷を与えることなく印加できる最大逆電圧です。
• 最大順方向定格-PN接合が損傷することなく通過できる最大瞬間順電流です。
• 最大電力定格-ジャンクションに損傷を与えることなく、ジャンクションから消費できる最大電力です。