【2021年版】シリコンダイオードメーカー3社一覧

シリコンダイオードのメーカー3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。

シリコンダイオードとは？
シリコンダイオードのメーカー3社一覧

シリコンダイオードとは

ダイオードは、トランジスタやICなどと同じように基本的な電子部品の１つで、抵抗やコンデンサが受動部品と呼ばれるのに対して能動部品とも呼ばれています。

材質としてシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素などの半導体が使われています。

これらの中で材質としてシリコンを使用したダイオードがシリコンダイオードです。

P型半導体とN型半導体を接合して作られています。

シリコンダイオードは、一方向にのみ電流を流す整流の働きや、電流や電圧を一定に保つ働きなどがあります。

シリコンダイオードの使用用途

電子回路において、シリコンダイオードの果たす役割には、主に以下に説明する２つの役割があります。

整流の働き
商用電源から供給されるのは交流です。他方、電子機器に搭載されているのは、直流回路でこれらの各種制御回路は設計されています。

交流で入ってきた電流を直流に変換するために、シリコンダイオードの電流を一定方向に流す性質を利用しています。これを整流化の機能と言います。

検波
シリコンダイオードにはテレビやラジオなどの放送電波の中から、映像や音声の信号を取り出す機能である検波の機能があります。

シリコンダイオードの原理

シリコンダイオードはトランジスタやIC同様、半導体の１つです。半導体とは、電流をよく流す金属などの導体と電流を流さないプラスチックなどの絶縁体との中間の性質を有する物質のことを言います。

金属はよく電流を流しますが、これは金属原子内の電子が自由電子としてよく移動するからです。金属に電圧をかけると電荷が、自由電子によって運ばれ、その結果電流が流れます。

他方、半導体の場合は、電流の状態により導体になったり絶縁体として動作したりします。

P型半導体とN型半導体は電流を流す仕組みの違いにより分類しています。P型半導体の場合、足りない穴を埋めるように電子が移動していきます。P型半導体は、電子が不足している状態なので＋に帯電とします。

N型半導体の場合、金属結合よりも少ない自由電子で電流を運んでいきます。N型半導体は、P型半導体とは逆に、電子が余分な状態なので－に帯電とします。

このP型半導体とN型半導体を接合して作られているのがダイオードの１つがシリコンダイオードで、PN接合ダイオードの中でも最もよく知られています。

シリコンダイオードの順方向電圧と逆方向電圧

シリコンダイオードが電流を流せる(アノード→カソード、半導体が導体として作用する)方向にかけられた電圧を順方向電圧と呼びます。
順方向に電流を流した際、一般的にシリコンダイオードではアノード→カソード間で0.6～0.7V程度の電圧降下が発生します。この数値はダイオード素子の温度によってもわずかに変動します。
ダイオードは、順方向の電流を流す場合であっても一定の電圧降下があるということを念頭に置いた回路設計が必要になります。
順方向電圧を低く(0.4～0.7V程度に)抑えたい場合、ショットキーバリアダイオードというダイオードを使用します。

また、これとは反対方向(カソード→アノード、半導体が絶縁体として作用する)方向には通常は電流が流れず、逆方向電圧と呼びます。
ダイオードが耐えうる逆方向電圧の最大電圧は型番によって異なりますが、最大電圧を超えることがないよう回路を設計します。

いずれもデータシートに記載がありますので、確認して回路設計を行います。

シリコンダイオードの特性

シリコンダイオードに順方向に電圧をかけた場合、順方向電圧を超えるまでは電流がほぼ流れず、アノード→カソード間の電圧が順方向電圧を超えると大きな電流が流れ始る、という挙動を示します。ゲルマニウムダイオードでは流れる電流が電圧と比例するように電流が徐々に流れる特性を示しますが、シリコンダイオードでは順方向電圧を超えたところで急峻に流れる電流が大きくなる特性を示します。

一方、逆方向に電圧をかけた場合、こちらも逆方向電圧を超えるまではほぼ電流が流れません。しかし、逆方向電圧が降伏電圧と呼ばれる電圧を上回ると逆方向でも電流が流れ始めます。
通常のダイオードではこの現象を利用することはありませんが、この現象を積極的に利用して一定の電圧を得られるように作られたダイオードを定電圧ダイオード、またはツェナーダイオードと呼んでいます。

参考文献
https://www.matsusada.co.jp/column/diode.html
https://kurashi-no.jp/I0021164
https://toshiba.semicon-storage.com/content/dam/toshiba-ss-v2/apc/ja/semiconductor/knowledge/e-learning/discrete/discrete-basic-chap2.pdf