ダイオードの『順方向電流(順電流)IF』とは

この記事ではダイオードの『順方向電流(順電流)』について

などを図を用いて分かりやすく説明しています。ご参考になれば幸いです。

ダイオードの『順方向電流(順電流)』とは

ダイオードの順方向電流(順電流)とは、アノード(A)からカソード(K)に流れる電流のことを言います。

もう少し詳しく説明します。

ダイオードはアノード(A)とカソード(K)と呼ばれる端子があり、正しい方向に電圧を印加することで電流が流れます。

このアノード(A)からカソード(K)の向きに印加している電圧のことを『順方向電圧(順電圧)』といい、記号はV_F、単位は[V](←ボルト)となります。なお、順方向電圧は英語で『Forward Voltage』と書くため、記号がV_Fとなります。

ダイオードに印加する順方向電圧V_Fが約0.6Vを超えると急激に電流が流れ始めます。ダイオードに印加する順方向電圧V_Fが0.6V以下ではほとんど電流は流れていません。

この順方向電圧V_Fを印加した時に流れる電流のことを『順方向電流(順電流)』といい、記号はI_F、単位は[A](←アンペア)となります。なお、順方向電流は英語で『Forward Current』と書くため、記号がI_Fとなります。

なお、この順方向電流I_Fは流すことができる最大値があります。次に順方向電流I_Fの最大値について説明します。

ダイオードの『順方向電流(順電流)』の最大値

ダイオードが流すことができる順方向電流I_Fには最大値があります。この値を超えないようにダイオードを選定する必要があります。

では実際に、順方向電流I_Fの最大値をデータシートで確認してみましょう。

上図に示しているのは、ルネサス製1S2076のデータシートに記載されている絶対最大定格です。

絶対最大定格を見ると、平均整流電流I_Oが150mA、せん頭順電流I_FMが450mA、サージ順電流I_FSMが1Aになっていることが分かります。

なお、平均整流電流I_O、せん頭順電流I_FM、サージ順電流I_FSMは下記の意味となっています。

上記に示しているダイオードの順方向電流に関する用語については下記の記事で詳しく説明していますので、ご参考になれば幸いです。

ダイオードの『順方向電流(順電流)』の温度ディレーティング

ダイオードは温度が上昇すると、流すことができる順方向電流I_Fが減少します。そのため、高温で使用する場合には、温度ディレーティングをすることが必要となります。

温度ディレーティングを表す特性は横軸が周囲温度Ta(ケース温度Tcやリード温度Tlの場合もある)で縦軸が平均整流電流I_Oのグラフとなっています。

上図に示しているのは、新電元製D3CE60Vのデータシートに記載されている温度ディレーティングの特性です。横軸は周囲温度Taになっています。

温度ディレーティングの特性を見ると、周囲温度Taが高くなると、流すことができる平均整流電流I_Oが小さくなることが分かります。

なお、この特性は測定している基板の条件が決まっており(新電元製D3CE60Vの場合は、2インチ基板に実装した場合)、実際に使用する基板とは異なるため、参考値となります。また、この温度ディレーティングの特性はデータシートに記載されていないことの方が多いです。

ダイオードの『順方向特性』

ダイオードのデータシートには順方向電流I_Fと順方向電圧V_Fの関係を示したグラフ(順方向特性と呼ばれています)が記載されています。この順方向特性について説明します。

上図に示しているのは、ルネサス製1S2076のデータシートに記載されている順方向特性となります。

一般的には縦軸が順方向電流I_F、横軸が順方向電圧V_Fの片対数グラフで表されています。順方向特性を見ると、順方向電流I_Fが大きくなるほど、順方向電圧V_Fも大きくなることが分かります。

なお、ダイオードの順方向特性は温度によって変わります。一般的なダイオードはシリコンで構成されていますが、シリコンで構成されているダイオードの場合は、温度が高くなるほど順方向電圧V_Fが小さくなります。

この順方向特性の温度特性については下記の記事で詳しく説明していますので、ご参考になれば幸いです。

まとめ

この記事ではダイオードの『順方向電流(順電流)』について、以下の内容を説明しました。

お読み頂きありがとうございました。

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