ダイオードの『順方向電圧(順電圧)VF』とは

この記事ではダイオードの『順方向電圧(順電圧)』について

ダイオードの『順方向電圧(順電圧)』とは
ダイオードの『順方向電圧(順電圧)』の値
ダイオードの『順方向特性(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)』

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『順方向電圧(順電圧)』とは

ダイオードの順方向電圧(順電圧)とは、アノード(A)からカソード(K)の向きに印加する電圧のことを言います。

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、この順方向電圧V_Fの値はデータシート上に記載されています。次に順方向電圧V_Fの値について説明します。

ダイオードに印加する順方向電圧V_Fが約0.6Vを超えると急激に順方向電流I_Fが流れるのはシリコンダイオードの場合となります。ショットキーバリアダイオードの場合は順方向電圧V_Fが約0.3Vを超えると急激に順方向電流I_Fが流れます。このようにダイオードの種類によって流れ始める電圧が異なります。

ダイオードの種類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『種類』と『特徴』と『記号』について！

ダイオードの『順方向電圧(順電圧)』の値

ダイオードのデータシートには、指定温度で規定の順方向電流I_Fを流した時に生じる順方向電圧V_Fが記載されています。なお、順方向電圧ではなく『順電圧』、『順方向電圧降下』、『順方向降下電圧』という呼び名で記載されていることもあります。

では実際に、順方向電圧V_Fの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電気的特性です。

周囲温度Ta=25℃において、ダイオードに順方向電流I_F=10mAを流した時に生じた時に生じる順方向電圧V_Fが記載されており、V_F=0.64V～0.8Vであることが分かります。このように順方向電圧V_Fにはバラツキがあります。

補足

英語のデータシートでは順方向電圧は『Forward Voltage』や『Forward Voltage Drop』などで記載されています。

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。

【ダイオード】順方向電圧の温度特性について

補足

上図に示しているのはローム製SiC-SBD(SCS206AGC)の順方向特性です。

シリコンカーバイドショットキーバリアダイオード(SiC-SBD)の場合、順方向電流I_Fが小さい領域では通常のシリコンで構成されているダイオードと同様に温度が高くなるほど順方向電圧V_Fが小さくなります。しかし、順方向電流I_Fが大きい領域では、温度が高くなるほど順方向電圧V_Fが大きくなるので注意してください。