ダイオードの用途

質問

ダイオードの用途について教えてください。ダイオードは何かは分かっていますがどのような使用用途なのか教えてください。
整流用のダイオードとツェナーダイオードについてお願いします。

回答No.2

noname#2748 · ベストアンサー

整流用ダイオードはダイオードの順方向特性を利用して、交流を直流（脈流）に変換するために使用します。一番身近な物としてはＡＣアダプターなどで、これはトランスとダイオード、平滑用コンデンサーだけで構成されたものが多いでしょう。最近では小型化や大容量化のためにトランスを用いないスイッチング方式の物も増えていますが、これらの機器でも、交流を直流に変換するのにはやはりダイオードを使用しています。ダイオードとは素子の名称で、整流器と言う意味でレティファイヤーと呼ぶ場合もあります。一般にＰＮ接合型シリコンダイオードが用いられ、形状としては素子を単独でパッケージした物、２つの素子をアノードコモンまたはカソードコモンの状態でパッケージした物、４本の素子をブリッジ構成に接続してパッケージした物などがあります。整流用に使用する場合は以下の点に留意する必要があります。耐電圧は十分な余裕（２～３倍程度）を取る、尖頭電流（誘導負荷や平滑用コンデンサーなど）に対して十分な余裕を持つこと、大電力での使用では放熱にも留意が必要です。また、商用電源程度の周波数であれば問題ないのですがスイッチング電源等で使用する場合は、動作速度が高速なショットキーバリア型やファストリカバリー型を使用しないと正常に動作しないばかりか、破壊にもつながります。

ツェナーダイオードは逆方向に電圧を掛けて使用します。用途としては定電圧電源の基準電圧や回路の入力保護などに用いられています。ツェナーダイオードに逆方向の電圧を印加していくと、ある電圧（ツェナー電圧）で急激に電流が流れ始めます。通常のダイオードでも逆方向に電圧を掛けていけば、ある電圧に達したところで一気に電流が流れ始め（なだれ現象）ますが、これはダイオードの破壊を意味します。ツェナーダイオードでは素子の破壊なしにこの現象が利用できる点が他のダイオードと異なります。
一番単純な使用法はツェナーダイオードと抵抗だけで構成された定電圧回路ですが、ごく少容量の回路以外ではまず使用されません。これはツェナー電圧を超えた分の電圧は全て抵抗とツェナーダイオードで消費されることになり、大電流を流すことが不可能であり、また、回路の効率も低いものになってしまいます。そこで、トランジスタなどの他の能動素子とあわせて使用し、ツェナーダイオード自体は基準電圧の発生用に使用するのが一般的です。実際の使用にあたっては、ツェナーダイオードでの消費電力（ツェナーダイオードに流れる電流×ツェナー電圧）に対して十分な余裕を見ること、余裕が少ないとツェナーダイオード自体の発熱で、電圧が変化してしまいます。通常供給されている（手に入る）物は３Ｖ～６０Ｖ程度の範囲なので必要に応じて分圧回路と併用し必要な電圧得る。ゲートＩＣなどの入力保護に用いる場合ＩＣの電源電圧を超えない範囲でスレッシュホールド電圧に十分な余裕を取ることなどです。

ダイオードにはこの他にも定電流ダイオード（ある負荷に対しての電圧が変化しても電流を一定に保つ、充電器や回路保護などに使用）や、バリキャップ（ダイオードに逆方向の電圧を掛けたときにＰＮ接合層に生じる空乏層の大きさが変わるのを利用しコンデンサとして利用、ＦＭ変調等に利用）、発光ダイオード、ＰＩＮフォトダイオード（光リモコンなどでおなじみ）、ＧＵＮダイオード（衛星放送の検波用としてアンテナに組み込まれています）、ゲルマニュームダイオード（シリコンダイオードに比べ低い電圧での動作が可能、シリコンダイオードでは０.６Ｖ（機種により異なる）以下ではどちらの方向にも電流が流れない）、などが有ります。また、ダイアック（双方向のツェナーダイオード）は交流回路でトライアックと組み合わせて調光器などに、整流用のダイオードに制御端子を付けた（内部的にはＰＮＰＮなどの４層構造）ＳＣＲ（シリコンコントロールレティファイヤ、シリコン制御整流器）などもダイオードとは呼びませんが、電力制御用の整流器として用いられます。

お礼

sailorさんありがとうございました。こんなに丁寧に。工学なのであまり回答数が無くて困ってました。これを参考にさせてもらいます。本当に感謝してます。

回答No.1

noname#211914

基礎的事項は以下のサイトが参考になります。
１・http://www.picfun.com/partdio.html
（ダイオード）
２．http://www.interq.or.jp/japan/se-inoue/diode.htm
（ダイオード）
３．http://ha3.seikyou.ne.jp/home/tong2/kosaku/mame/Diode/
（知識　ダイオードの種類と用途）

ご参考まで。