【2021年版】ツェナーダイオードメーカー8社一覧

ツェナーダイオードのメーカー8社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。

ツェナーダイオードとは？
ツェナーダイオードのメーカー8社一覧

ツェナーダイオードとは

ツェナーダイオード

ダイオードは、n型半導体とp型半導体をつなげたものです。両端に印加するバイアスの極性に応じて導通の度合いが変化する整流作用を示します。

通常のダイオードでは、かなり高い逆バイアス電圧をかけても電流は流れません。しかし、ツェナーダイオードと呼ばれる特殊なダイオードは、ある閾値以上の逆バイアス電圧をかけると急激に大量の電流が流れる独特の特性を示します。

こうした特性を利用することによって、回路内で一定の電圧を保つ際に用いられているのです。

ツェナーダイオードの使用用途

ツェナーダイオードの大きな特徴は、ある値以上の逆バイアスが加わったときに急激に電流を流し、それ以上電圧が上昇するのを抑えることができる点にあります。

そのため、不安定な電源の電圧を一定に保つ為やサージ電流から回路守る為に用いられているのです。

例えば、安定的ではない電源と並列に、ツェナーダイオードを逆バイアスになるように接続します。その結果、電源の電圧がツェナーダイオードの降伏値よりも高くなれば、ツェナーダイオードに大きな電流が流れるため、電圧を下げて回路にかかる電圧を一定に保つことができます。

ツェナーダイオードの原理

ツェナーダイオードが示す独特の特性の起源については、ツェナー効果とアバランシェ効果の2つが関わっていると言われています。

前者は、混入不純物濃度の高い半導体を用いてpn接合を作る事で逆バイアスがかかった際に発生する空乏層が薄くなり、ある閾値上の値において電子がトンネル効果が生じ空乏層を飛び越えて電気伝導を生じるという現象です。

また後者は、高いバイアスより強く加速された電子が半導体原子に衝突する事により多くのキャリアを叩き出し、叩き出された電子が半導体原子に衝突して更に多くのキャリアを叩き出すということを繰り返して電子雪崩を起こし、大量の電流が流れるという現象です。バイアスが閾値を超えると、ツェナー効果で空乏層を飛び越えた電子が高い逆バイアスで大電流を起こすアバランシェ効果が発生し、それが電圧降下を引き起こすため電圧を閾値にまで下げることになります。

すると、回路にかかる電圧を一定に保つことになり不安定な電源の安定化や外部からのサージから回路を守ります。

ツェナーダイオードの直列・並列接続について

ツェナーダイオードの直列接続、並列接続について解説します。

直列接続について
ツェナーダイオードを直列接続する場合、流すツェナー電流lzの値に注意しましょう。
全体の最大許容電流値は、接続するツェナーダイオードの許容電流の小さい方に該当します。なので、許容損失の小さい方の範囲内で使用しましょう。

また、ツェナー電圧規定のツェナー電流がそれぞれのダイオードで異なる場合は、求めたいツェナー電圧と異なる電圧値になりますので注意が必要です。理由は、どちらか一方のツェナーダイオードが規定のツェナー電流値にならないからです。
並列接続について
ツェナーダイオードの並列接続は、ツェナーダイオードの許容損失を増加させるため接続することができません。並列接続の際、どちらかのツェナー電圧が低い方にツェナー電流が集中し許容損失を超える場合があるので注意が必要です｡

ツェナーダイオードの特性について

ツェナーダイオードの特性について解説します。
ツェナーダイオードの代表的な特性は、「温度特性」と「ノイズ」です。それぞれ詳しく見ていきましょう。

温度特性
温度特性は、温度によって特性を変えるという意味を持ちます。ツェナーダイオードの場合、ツェナー電圧によってこの温度特性が変わります。
その理由は、「トンネル効果」と「アバランシェ効果」にあります。
トンネル効果の温度計数は負で、アバランシェ効果の温度係数は正です。なので、ツェナー電圧が低いものは周囲温度が上昇するとツェナー電圧が低下します。
その一方で、ツェナー電圧が高いものは周囲温度が上昇するとツェナー電圧が増加するという特徴を持ちます。
ここでいうツェナー電圧が低いものは一般的に5Vより小さい電圧を指し、ツェナー電圧が高いものは一般的に5Vより大きい電圧を指します。
5V程度のツェナーダイオードになるとどのような特性を持つのでしょうか？
5V程度のツェナーダイオードになると、トンネル効果とアバランシェ効果がともに作用し、ツェナー現象が起こります。この時、温度特性も同じぐらいになり、周囲の温度によってツェナー電圧が影響を受け難くなります。
ノイズ
ツェナーダイオードでは、ツェナー電圧が高いほどノイズが大きくなり、電流量が大きいほどノイズは小さくなります。
ノイズを防ぐためには、ツェナー電圧が低い複数の素子を直列接続することが必要になります。また、ツェナーダイオードにコンデンサを並列接続する方法でノイズを取り除くこともできます。

参考文献
https://www.rohm.co.jp/electronics-basics/diodes/di_what6
https://contents.zaikostore.com/semiconductor/4616/