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ダイオードモジュールについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ダイオードモジュールのメーカー27社一覧や企業ランキングも掲載しております。ダイオードモジュール関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:TDKラムダ株式会社、2位:フエニックス・コンタクト株式会社、3位:株式会社三社電機製作所となっています。
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早稲田大学大学院でMBE法による窒化物半導体成長に関する研究に従事。2016年に大学院を修了後、非鉄金属系メーカーへ入社。金属製錬工場における設備保全・エンジニアリングの業務に従事。2022年に化学系メーカーへ転職。同様の業務に従事。
ダイオオードモジュールとは、ダイオードを複数個並べて電気の導通・遮断を制御する半導体整流素子です。
ダイオードモジュールは電気回路の一方向のみへ電流が流れるように制御できる特性があり、一般的に回路設計時のリレー部品として組み込まれることが多いです。
挙動が似た素子として、サイリスタやトライアックがあります。実装したい処理に応じて、これらのモジュールを使い分けて使用します。
ダイオードモジュールは、産業用製品の中で幅広く使用される部品です。以下は、ダイオードモジュールの使用用途一例です。
ダイオードを用いることで交流電源の電流を一方向のみ取り出すことができるため、直流電源の内部に広く使用されます。平滑コンデンサーなどと合わせて使用することで、交流電流を直流電流へ変換可能です。
図1. ダイオード内部の構造
ダイオードモジュールの原理を理解するためには、ダイオードの構造を理解する必要があります。ダイオードの内部構造は、n型半導体とp型半導体が交互に層状接続されており、アノード側からカソード側へ電圧がかかった場合に導通します。一方、逆方向へ電圧がかかった場合は、内部のn型半導体とp型半導体が互いに離れる方向へ電荷が移動することになり、電流が流れません。
この特性を利用して、一方向への電気が流れる整粒素子として用いることが可能です。
ダイオードには、その性質に応じてさまざまな種類があります。
交流電流を流入させて整流するダイオードです。シリコンダイオードとも呼ばれます。電気を一方向にだけ流す性質を利用し、電源回路や保護回路に使用されます。
整流用ダイオードを4つ組み合わせたダイオードブリッジが有名です。
電流が小さい領域 (0.1 mA程度) で順方向の電圧降下が低い性質を利用して、電波から音声信号を取り出すダイオードです。ラジオなどの音声通信に使用されます。
かつてはゲルマニウムダイオードがよく用いられていました。しかし非常に高価なことから、現在ではショットキーバリアダイオードへの置き換えが進められています。
電流が変化しても、電圧が常に一定となるダイオードです。ツェナーダイオードとも呼ばれます。逆方向に電圧をかけると一定の電圧で電気が流れるツェナー現象を利用し、過電圧保護回路に使用されます。
PN接合部分で光を受けると、電流や電圧が発生する性質を利用したダイオードです。光電センサや光通信などに使用されています。
太陽電池やDVDの凹凸面を反射したレーザー光の読み取り装置、テレビリモコンの受信部分に使用されることもあります。
電圧が所定の範囲内の際に、一定の電流を流すダイオードです。所定の電圧以上を印可すると、破損する危険性があります。バッテリーの充放電回路や漏電遮断器などに使用されます。
図2. サイリスタの内部構造
サイリスタは、ダイオードにゲート電極を加えた半導体部品です。p型半導体部分にゲート端子が付加されており、回路内にアノード側からカソード側へ正のバイアスがかかった状態で、かつゲート電流が流れた場合に導通するモジュールです。
一度ゲート電流が流れれば導通状態を維持し、次にアノード側からカソード側へのバイアスが負になるかゲート電流が0になるまでは導通し続けます。
また、サイリスタでは一方向のバイアスでしか導通しません。双方向のバイアスに対して動作させたい場合は、サイリスタを双方向へ設置した構造のトライアックが用いられます。
ダイオードと同様に、電源回路に用いられる素子としてパワーモジュールがあります。パワーモジュールもスイッチや整流を行いますが、高電圧高電力が必要な製品で用いられるのが特徴です。
身近な例は、鉄道などのモータ回転数を制御するインバータです。省エネルギー化への対応として、高電圧高電力を扱うパワーデバイスの効率改善は世界中が注目しています。
参考文献
https://article.murata.com/ja-jp/article/what-is-diode
https://www.matsusada.co.jp/column/diode.html
https://article.murata.com/ja-jp/article/what-is-diode
https://techweb.rohm.co.jp/knowledge/sic/s-sic/01-s-sic/3660
https://www.zaikei.co.jp/article/20180430/439964.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | TDKラムダ株式会社 |
12.0%
|
| 2 | フエニックス・コンタクト株式会社 |
12.0%
|
| 3 | 株式会社三社電機製作所 |
12.0%
|
| 4 | セミクロン株式会社 |
8.0%
|
| 5 | 三菱電機株式会社 |
8.0%
|
| 6 | 株式会社ジェルシステム |
8.0%
|
| 7 | 日本ワイドミュラー株式会社 |
8.0%
|
| 8 | Semikron Danfoss K.K. |
4.0%
|
| 9 | YANGZHOU POSITIONING TECH CO., LTD. |
4.0%
|
| 10 | Voltage Multipliers Inc. |
4.0%
|
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