ちょっと、そこ！電気部品のサプライヤーとして、私はしばしば電気回路におけるさまざまなコンポーネントの役割について尋ねられます。最も基本的でありながら重要な部分の1つは、ダイオードです。それでは、電気回路でダイオードが何をするかについて飛び込みましょう。
とにかくダイオードとは何ですか？
ダイオードは2つの端子電子コンポーネントです。それは一種のようなものです - 電流のための通り。電流が一方向に流れるようになり、反対方向に流れるのをブロックします。このユニークなプロパティは、あらゆる種類の電気回路で非常に重要です。
どのように機能しますか？
ダイオードは通常、シリコンやゲルマニウムなどの半導体材料で作られています。ダイオード内には、p-タイプとn -type半導体の2つの領域があります。正電圧がp-タイプ側（アノード）に適用され、n -type側（カソード）に負の電圧が適用されると、ダイオードは前方に偏っていると言われます。この状態では、ダイオードは電気を簡単に伝導し、電流が流れる可能性があります。
一方、電圧が逆になっている場合（アノードで負、カソードでは正）、ダイオードは逆にバイアスされます。逆のバイアスでは、ダイオードは絶縁体のように機能し、電流はほとんど通過できません。これは、その1つの方法の鍵です - 流れ - フロー特性。
修正：ACをDCに変える
ダイオードの最も一般的な用途の1つは、整流回路にあります。私たちの日常生活では、私たちはしばしば交互の電流（AC）に対処します。これは定期的に方向を変えます。しかし、スマートフォンの充電器やラップトップ電源などの多くの電子デバイスには、直接電流（DC）が必要であり、1つの方向のみに流れます。
単一のダイオードを使用して、単純な整流回路を作成できます。 AC電圧がダイオードに適用されると、ACの正の半サイクル中に、ダイオードが前方にバイアスされ、電流が伝導されます。負の半分のサイクル中、ダイオードは逆に偏り、電流をブロックします。このようにして、回路の出力は脈動するDCであり、電流は一方向にのみ流れます。
よりスムーズなDC出力の場合、フルウェーブ整流器やブリッジ整流器など、より複雑な整流器回路を使用できます。これらの回路は、複数のダイオードを使用して、ACの正と負の半サイクルの両方を単方向電流に変換します。たとえば、ブリッジ整流器は4つのダイオードを使用して、電流が常に荷重を通して同じ方向に流れるようにします。
電圧調整
ダイオードは、電圧調節にも使用できます。ツェナーダイオードは、逆の故障領域で動作するように設計された特別なタイプのダイオードです。 Zenerダイオードが逆になっている - バイアスされ、それを横切る電圧が特定の値（Zener電圧）に達すると、ダイオードは逆方向に電流を伝導し始めます。
このプロパティにより、入力電圧または負荷電流が変化した場合でも、Zenerダイオードは端子全体でほぼ一定の電圧を維持できます。それらは、回路内の他のコンポーネントに安定した基準電圧を提供するために電源でよく使用されます。
信号復調
無線通信では、ダイオードが信号復調に重要な役割を果たします。無線信号は通常、振幅 - 変調（AM）または周波数 - 変調（FM）波として送信されます。変調された無線波から元のオーディオ信号を抽出するには、復調装置回路が必要です。
ダイオードは、単純なAM復調器として使用できます。 AM信号がダイオードに適用されると、ダイオードは、信号の正の半サイクルの間に電流を伝導します。回路内のコンデンサと抵抗器を使用することにより、高周波数キャリア波を除外して元のオーディオ信号を取得できます。
回路での保護
ダイオードは、回路内の他のコンポーネントを保護するためにも使用されます。たとえば、インダクタを備えた回路では、インダクタを通る電流が突然中断されると、インダクタの自己インダクタンスのために大きな電圧スパイクを生成できます。この電圧スパイクは、回路内の他のコンポーネントを損傷する可能性があります。
ダイオードは、逆バイアスでインダクタと並行して接続できます。電圧スパイクが発生すると、ダイオードが前方になり、バイアスされ、電流が流れるパスを提供するため、他のコンポーネントを高電圧スパイクから保護します。
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参照
- Boylestad、RL、＆Nashelsky、L。（2017）。電子デバイスと回路理論。ピアソン。
- Sedra、As、＆Smith、KC（2015）。微小電子回路。オックスフォード大学出版局。
