ダイオードは、一方の方向の電流を効果的にブロックし、もう一方の方向に電流を流すことができる半導体デバイスです。 したがって、理想的なダイオードは、一方向に開いて他の方向に閉じるスイッチのように機能します。 ダイオードは、カソード側を示すバンドでマークされたガラスやプラスチックなどのケースに封入されています。 アノードからカソードへの電流の流れは、ダイオードが順方向にバイアスされていることを意味し、カソードからアノードへの電流の流れは、ダイオードが逆方向にバイアスされていることを意味します。
建設
ダイオードは、PN接合として知られているものを形成するためにドープされたシリコンやゲルマニウムなどの半導体から形成されます。 PN接合は、P型とN型の半導体の組み合わせから作成されます。 Pは正を表し、Nは負を表します。 半導体には、正孔または正電荷と、自由電子または負電荷があります。
PおよびNタイプ
P型を形成するためにドープされた半導体は、多数キャリアとして正孔を持ち、電子は少数キャリアです。 印加された電圧により、電子は左に移動し、正孔は右に移動し、正孔は外部回路からの自由電子と再結合します。 電子の数が非常に少ないため、その影響は無視できるため、正孔の動きのみが考慮されます。 Pタイプには過剰な正電荷があります。
N型を形成するためにドープされた半導体は、多数キャリアとして自由電子を持ち、少数キャリアとして正孔を持っています。 電圧を印加すると、自由電子が左に移動し、正孔が右に移動します。 これらの穴は、外部回路からの電子によって埋められます。 正孔の数が非常に少ないため、その影響は無視できるため、自由電子の流れのみが考慮されます。 N型は過剰な負電荷を持っています。
特徴
ダイオードは、電流が流れる方向を示す矢印で表されます。 電流がこのように流れている場合、これは順方向バイアスと呼ばれます。 矢印には、反対方向に流れるときに電流がブロックされていることを示すバーがあります。 電流が間違った方向に流れるダイオードは、逆バイアスと呼ばれます。 実生活では、逆バイアスされたダイオードは電流の流れをブロックしますが、間違った方法が多すぎる場合は最終的にいくつかを許可します。 これが発生すると、通常のダイオードは自己破壊します。
特殊タイプ
LEDは、光を発するように特別に構築された発光ダイオードです。 ツェナーダイオードは、破壊されるのではなく、逆バイアスされたときに導通するように作られています。 バリスタは連続したツェナーダイオードのように動作し、最大1,000ボルトを処理できます。 バラクタは、電圧変動コンデンサのように機能します。
用途
ダイオードはさまざまな方法で使用されます。 それらのいくつかは、信号の一部を削除することにより、AC電流をDC電流に変更しています。 この能力では、それらは整流器として知られています。 これらは電気スイッチとして機能し、電圧スパイクを防ぐことができるため、サージプロテクタに役立ちます。 これらは、デジタルロジックの実行に使用されます。 また、電源や電圧ダブラの作成にも使用されます。
LEDは、センサーとしてだけでなく、照明装置やレーザーの照明にも使用されます。 ツェナーダイオードは電圧レギュレータとして機能し、バリスタは電子チューニングに使用され、バリスタはACラインの過渡現象を抑制するために使用されます。
ダイオードはトランジスタとオペアンプの基礎です。