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ダイオードとは?アウトライン

 

ダイオードは、使用する回路で定まる機能による分類と、主にセット製品の大きさによって要求される形状による分類があります。煩雑な点は、これらの間に直接的な関連がなく、常にこの両方を頭に入れて考えねばならないこと。しかし、基本となるのは機能で、これをさまざまな形で補強するような感じで、形状による分類があると考えればよいようです。

1. 使用周波数で分ける

最も基本的な分類です。ダイオードはその特性により整流ダイオード、スイッチングダイオード、ショットキーバリアダイオード、定電圧(ツェナー)ダイオード、高周波向けの高周波ダイオードに分類されます。また一般的に保護素子として定電圧(ツェナー)ダイオードが使用されてきていますが、周辺回路の精密化、保護するアプリケーションの微細化が進み、より高性能な保護素子:TVS (Transient Voltage Suppressor) が求められてきています。

図 - 使用周波数で分ける

2. 構造で分ける

素子の作り込み構造の違いによる分類です。現在、主流となっているフラットなカタチのプレナー型、および、高耐圧タイプのメサ型に分けられます。

図 - 構造で分ける

プレナー型

図 - プレナー型

素子の作り込み構造の違いによる分類です。現在、主流となっているフラットなカタチのプレナー型、および、高耐圧タイプのメサ型に分けられます。

拡散接合型(PN接合型)

シリコン半導体に不純物(ボロンとリン)を熱拡散(高い温度で不純物を浸透させる)して、P形およびN形と呼ばれる不純物拡散領域を形成した構造のものをいいます。その接合部では電位障壁と呼ばれる一種の壁が生まれ、これが電流の整流作用として働きます。

ショットキーバリア型

図 - ショットキーバリア型

金属と半導体を接合させるときに生じる電位障壁(電位の壁)を利用したものです。金属と半導体を接触させると整流性を示すことは古くから知られていましたが、理論的に説明した人の名がMr.Schottkyで、この構造の名前にもなっています。PN拡散接合形に比べ、少数キャリアの蓄積効果がなく逆回復時間が著しく小さいため、高周波における整流効率が非常に良く、また順方向電圧 (VF) も低く電力損失が少ないため高周波整流用途に使用されます。

メサ型

接合部が富士山のような形になるもので、この構造では逆耐圧 (VR) を大きくつくりやすいため整流ダイオードに多く使用されます。耐圧が大きくしやすい反面、PN接合面が露出する構造のため逆電流(リーク電流)がプレナー形に比べ大きくなる(悪くなる)傾向があります。ロームでは、整流ダイオードがこの構造です。

3. 順電流の大きさで分ける

順方向電流IFの大きさで分けられ、IFが1A未満のものを小信号ダイオード、1A以上のものをミドルパワー/パワーダイオードといいます。

図 - 順電流の大きさで分ける

4. 集積性で分ける

ロームの強味として、ダイオードアレイがあげられます。これは単品のダイオードに対し、ダイオードを幾つか集積させた複合ダイオードのことです。ツェナーダイオード、ショットキーダイオードの複合アレイ品が充実しています。

図 - 集積性で分ける

5. 形状で分ける

パッケージや実装スタイル、機能などによって、ダイオードはさまざまな形状をとりますが、大別するとリードタイプと面実装タイプに分けられます。市場では数年前から、面実装タイプが主流となっており、ロームも面実装品ラインナップをさらに充実させています。

図 - 形状で分ける

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