ツェナーダイオードの仕組み

ツェナーダイオードの特性

ツェナーダイオード(Zener Diode)は定電圧ダイオードとも呼ばれます。

主に電気回路内の安定した直流電圧を作る場合に用いられます。

このダイオードはPN接合の半導体に逆方向の電圧を加えた場合、ある電圧で直線的な電圧特性を示す領域があります。

この領域では電流が変化してもダイオードの両端の電圧は、ほぼ一定になる性質があります。

これがツェナーダイオードの最大の特徴になります。

ツェナーダイオードのこのような性質を積極的に利用することで、安定的な電圧を回路に発生させることができます。

ツェナーダイオードの基本回路

ツェナーダイオードの基本回路は次のようになります。

電源に抵抗とツェナーダイオードが接続されています。

回路を流れるツェナー電流 \(I_Z\) は、次のようになります。

\(I_Z=\cfrac{E-E_{ZD}}{R}\quad\rm[A]\)

このときツェナーダイオードで消費される電力 \(P_Z\) は、次のようになります。

\(P_Z=I_Z×E_{ZD}\hspace{8px}\rm \quad\rm[W]\)

ツェナー電圧6Vの安定化電源回路の例

ツェナー電圧 6V のツェナーダイオードを使って、6V の安定化電源の回路例は次のようになります。

この回路では電源電圧が 5V 程度変動しても、ツェナーダイオードの両端の電圧は 6V 一定になります。

一般的なダイオードの特性

一般的なダイオードは、順方向に電流が流れやすく、逆方向に電流が流れないという特性を利用して、交流を直流にする整流などに使われます。

ダイオードに逆方向電圧を加えたとき、ある電圧に達するとダイオードに大電流が流れます。

整流などに使われるダイオードは、逆方向電圧が比較的高くなっています。

逆耐電圧とは、逆方向電圧で絶縁などが耐えられる最大の電圧をいいます。

一般的な整流用のダイオードは、逆耐電圧以上の電圧では素子が破壊されてしまいます。

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以上で「ツェナーダイオードの仕組み」の説明を終わります。