整流ダイオードの主なパラメータ
低周波交流を補正する、つまり交流を直流または脈動に変換する役割を果たします。 整流ダイオード、その原理は、pn 接合の片側電気伝導性に基づいています。このタイプのダイオードは、乗算器、整流器、検波器などに使用されます。
フラットまたはポイント接合整流ダイオードが製造され、直接接合面積は、特定の半周期整流ダイオードの電流定格に応じて、平方ミリメートルの 10 分の 1 から平方センチメートル単位まであります。
半導体ダイオードの電流電圧特性 (CVC) には、順方向と逆方向の分岐があります。 I - V 特性の直線分岐は、ダイオードを流れる電流とその順方向電圧降下の関係、つまり相互依存性を実際に示しています。
I - V 特性の逆分岐は、逆極性の電圧が印加されたときのダイオードの動作を反映しており、接合部を流れる電流は非常に小さく、実際には限界までダイオードに印加される電圧に依存しません。接合部の電気的破壊に達し、ダイオードが故障します。
最大ダイオード逆電圧 — Vr
整流器の最初の主な特性は、最大許容逆電圧です。これは、ダイオードに逆方向に印加する電圧であり、ダイオードがそれに耐えることができ、この事実がダイオードのさらなる動作に悪影響を及ぼさないと自信を持って言うことができます。ただし、この電圧を超えた場合、ダイオードが破損しないという保証はありません。
このパラメータはダイオードによって異なり、数十ボルトから数千ボルトの範囲になります。たとえば、一般的な整流器 1n4007 の最大 DC 逆電圧は 1000V ですが、1n4001 の場合はわずか 50V です。
平均ダイオード電流 — If
ダイオードは電流を整流するため、整流ダイオードの次に重要な特性は平均ダイオード電流、つまり一定期間にわたって pn 接合を流れる整流された DC 電流の平均値になります。整流ダイオードの場合、このパラメータは数百ミリアンペアから数百アンペアまで変化します。
たとえば、2D204A 整流器の場合、最大順電流はわずか 0.4A ですが、80EBU04 の場合は 80A にもなります。平均電流がドキュメントに示されている値よりも長期間にわたって大きいことが判明した場合、ダイオードが存続するという保証はありません。
最大ダイオードパルス電流 — Ifsm (単一パルス) および Ifrm (繰り返しパルス)
ダイオードの最大パルス電流は、特定の整流器が一定時間のみ耐えることができるピーク電流値であり、このパラメータとともにドキュメントに示されています。たとえば、10A10 ダイオードは、8.3 ミリ秒の継続時間で 600A の単一電流パルスに耐えることができます。
繰り返しパルスの場合、その電流は平均電流が許容範囲内に収まるようにする必要があります。たとえば、80EBU04 ダイオードは、最大電流が 160A であっても、周波数 20 kHz の反復方形パルスに耐えますが、平均電流は 80A 以下にとどまるべきです。
平均ダイオード逆電流 — Ir (漏れ電流)
ダイオードの平均逆電流は、接合部を流れる逆方向の周期平均電流を示します。通常、この値はマイクロアンペア未満で、最大値はミリアンペアです。たとえば、1n4007 の場合、平均逆電流は接合部温度 + 25 °C で 5μA を超えず、接合部温度 + 25 °C で 50 μA を超えません。 100℃
平均ダイオード順電圧 — Vf (接合電圧降下)
与えられた平均電流における平均ダイオード電圧。これは、ドキュメントで指定された値の直流電流がダイオードを通過するときに、ダイオードの p-n 接合に直接印加される電圧です。通常は分数、最大値はボルト単位です。
たとえば、EM516 ダイオードのドキュメントでは、10A の電流に対して 1.2V、2A の電流に対して 1.0V の順方向電圧が示されています。ご覧のとおり、ダイオードの抵抗は非線形です。
ダイオード微分抵抗
ダイオードの微分抵抗は、ダイオードの pn 接合にかかる電圧上昇と、その上昇を引き起こした接合にかかる小さな電流上昇との比を表します。通常は数分の1オームから数十オームまでです。これは、電圧降下と順電流のプロットから計算できます。
たとえば、80EBU04 ダイオードの場合、電流が 1A 増加すると (1A から 2A に)、接合部の電圧降下は 0.08 V 増加します。したがって、この電流範囲におけるダイオードの微分抵抗は 0.08 / 1 = 0.08 オームとなります。
Pdダイオードの平均消費電力
ダイオードによって消費される平均電力は、電流が順方向および逆方向にダイオードの本体を通って流れる期間にわたってダイオードの本体によって消費される平均電力です。この値はダイオード ハウジングの設計によって異なり、数百ミリワットから数十ワットまで変化します。
たとえば、KD203A ダイオードの場合、ケースによって消費される平均電力は 20 W ですが、このダイオードは、必要に応じて熱を除去するためにヒートシンクに取り付けることもできます。