ダイオードの動作原理

2020/05/28 11:31



電験三種の理論の中には電子工学の分野も含まれています。
今回は半導体、特にダイオードの概要について説明します。


ダイオードはp型半導体とn型半導体を接合したもので、下記の記号で表されます。


ダイオード記号.png 10.8 KB



記号にあるAがアノード(p型側)、Kはカソード(n型側)といい、A→Kの方向(順方向)に電圧を加えたときにしか電流は流れません


別項でも説明していますが、p型半導体には自由電子が不足しており、n型半導体には正孔が不足しています。
ダイオードに正の電圧がかかると自由電子は正孔へと移動しますが、電流は自由電子の移動と逆向きで流れるので、A→Kへは電流が流れるわけです。



しかし、交流のように負の電圧がかかると負の電流が流れ、それぞれの半導体において自由電子と正孔が逆向きに力が働きます。
そうすると2つの半導体の接合部に自由電子も正孔もない層空乏層)ができ、電流が流れなくなるのです。


これをダイオードの整流作用といいます。この説明は下記のような回路図と波形で表すとわかりやすいでしょう。


ダイオード図-768x247.png 24.8 KB



ダイオードは抵抗のように電流が流れると熱エネルギーを発生させます。
しかし、熱エネルギーを光エネルギーに変えるダイオードもあり、LED(発光ダイオード)と呼ばれています。


ダイオードは電子回路を理解するする上で基本的な半導体です。
試験問題としても出ることがあるので、基礎をよく覚えるようにして下さい。


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