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電子部品・半導体部品

ダイオードの非線形な電流・電圧特性

ダイオードの電流は、電圧と単純に比例しません。順方向電圧が増加すると、電流は劇的に増加し、シリーズ抵抗の重要性を生じさせます。

関連する実験:ダイオードの電圧・電流特性 →
ダイオードの電圧・電流特性
ダイオードの電圧・電流特性の実験画面 →

概念と仕組み

ショットキーダイオードは、電流の特性が方向によって異なります。小さな信号の抵抗値または閾値電圧は、一定ではなく、普遍的な値ではありません。

もし、ジャンクションバリアの効果が逆方向に減少した場合、電流は著しく増加する。 シリーズ抵抗は電源電圧の一部を負担することで、電流の急激な増加を抑制する。

関係式と成立条件

Schöcklerの近似は、I=Is[exp(Vd/(nVT))−1]です。回路において、Vin=IRs+Vdを満たす動作点を特定する必要があります。

この翻訳は、元の韓国語のテキストを正確に伝達することを目的としています。すべてのニュアンスと仮定を保持します。 この翻訳は、単純な冷却を逆の応力と自己発熱として説明することはありません。実験における温度の反射の方法は、実際のデバイスの温度依存性とは異なる可能性があります。

仮想実験で読み取る変化

順方向電流は急増し、直列抵抗で制限されます。しきい電圧は基準とする電流によって変わります。

ショックレー式と100 Ωの直列抵抗を使います。逆方向降伏、自己発熱、LEDの発光効率は省略しています。温度はVTだけに反映するため、実際の温度依存性とは異なります。 実際の電源やコンセントでは再現せず、画面上で実験しましょう。

重要な関係式と記号

I = Is(exp(Vd/(nVT)) − 1) · Vin = IRs + Vd

式で使う記号と単位
記号意味単位
Vdダイオード電圧V
Is飽和電流係数A
VT熱電圧V

例で確かめる

シリコンダイオードに逆方向−5 Vを加え、降伏を省略すると電流はどうなる?

0に近い逆方向電流

よくある誤解

  • ダイオードは、突然正確に 0.7 V で完全に電気を通すようになるわけではありません。

この概念を実験で確かめる

参考資料

OpenStax · University Physics Volume 2(英語)