ツェナーダイオードの『動作抵抗』とは?

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この記事ではツェナーダイオードの動作抵抗について説明をします。

「ツェナーダイオードなのに抵抗?なにそれ?」と思われるかもしれませんが、ツェナーダイオードはツェナー電流IZが変化すると、ツェナー電圧VZが微妙に変化します。このツェナー電圧VZとツェナー電流の傾きdVZ/dIZ動作抵抗と呼ぶのです。

では、この記事ではこの『動作抵抗』について図を用いて詳しく説明します。

ツェナーダイオードの『動作抵抗』

ツェナーダイオードの動作抵抗
上図にツェナーダイオードの「ツェナー電流IZ-ツェナー電圧VZ」を示します。

ツェナーダイオードはツェナー電流IZが変化してもツェナー電圧VZ一定の値になることが理想です。

しかし、実際にはツェナー電圧は完全に一定にはならず、ツェナー電流IZがdIZ変化すると、ツェナー電圧VZがdVZ変化します。

この傾きを動作抵抗RZと呼び、以下の式で表されます。
\begin{eqnarray}
R_Z=\frac{dV_Z}{dI_Z}
\end{eqnarray}

ツェナーダイオードは理想的にはツェナー電流IZが変化してもツェナー電圧VZが一定の値(dVZ=0)となりますので、動作抵抗RZの理想値はゼロとなります。また、動作抵抗RZが小さいほど、変化量が少なくなるため、性能が高いツェナーダイオードということにもなります。

この動作抵抗を用いると、ツェナーダイオードの等価回路は下図のようになります。このようにツェナー電圧VZと動作抵抗RZの直列接続となります。この等価回路はツェナー電圧VZは一定とし、ツェナー電流IZによるツェナー電圧VZの変化分を動作抵抗RZで表しています。
ツェナーダイオードの等価回路

補足

  • 動作抵抗はツェナーダイオードの立ち上がり時に大きくなる傾向があります。
  • 動作抵抗はツェナーダイオードに流すツェナー電流によっても変化します。そのため、動作抵抗RZの影響が少なくなるようにある程度の電流を流さないと、ツェナー電圧VZの安定性は良くなりません。
  • この動作抵抗はコンデンサやインダクタにもある等価直列抵抗(ESR)をイメージしていただくと分かりやすいと思います。
  • 動作抵抗の記号はRZZZrで表されるのが一般的です。

ツェナーダイオードの『立ち上がり動作抵抗』

ツェナーダイオードの『立ち上がり動作抵抗』

ツェナーダイオードの立ち上がり時の動作抵抗は『立ち上がり動作抵抗RZK』と呼ばれており、データシート上に記載されています。

上図に示しているのは、パナソニック製DZ2J062×0Lのデータシートの一部です。ツェナー電流IZ=0.5mAを流したときの立ち上がり動作抵抗RZKが100Ωであることが確認できます。

ツェナー電流が大きくなり、IZ=5mAになると、動作抵抗が30Ωになることも確認できます。

まとめ

この記事ではツェナーダイオードの『動作抵抗』について、以下の内容を説明しました。

  • ツェナーダイオードの『動作抵抗』とは
  • ツェナーダイオードの『立ち上がり動作抵抗』

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