ツェナーダイオードの『逆電流(漏れ電流、リーク電流)』とは？

ツェナーダイオードの逆電流とは、ツェナーダイオードに逆電圧を印加した際に微小に流れてしまう電流のことです。

この記事では、この『逆電流』について

• ツェナーダイオードの逆電流の特徴
• データシート上に逆電流がどのように記載されているか

などを図を用いて分かりやすく説明するように心掛けています。ご参考になれば幸いです。

ツェナーダイオードの逆電流(漏れ電流、リーク電流)

上図にツェナーダイオードの「電流-電圧特性」を示します。「電流-電圧特性」は横軸がツェナーダイオードにかかる電圧、縦軸がツェナーダイオードに流れる電流の特性です。

ツェナーダイオードに印加する逆電圧(カソードをプラス、アノードをマイナスに印可した時の電圧)を徐々に上げていくと、降伏現象が生じ、ある点で急激に電流が流れ始めます。この電流が急激に流れ始める時の電圧をツェナー電圧(降伏電圧)V_Zといいます。また、降伏現象が生じた後に流れている電流をツェナー電流I_Zといいます。

逆電圧がツェナー電圧V_Zに達するまでは、ツェナーダイオードに電流が流れていないのが理想ですが、厳密には少しだけ流れています。この電流を逆電流といいます。

データシート上にツェナーダイオードの逆電流がどのように記載されているか

上図にルネサス製ツェナーダイオードHZ6B2のデータシートを記載しています。上図の緑色の箇所にツェナーダイオードの逆電流が記載されています。

データシート上の見た目は各メーカーによって異なりますが、上記に示しているデータシートの場合、

• 逆電流I_R：5uA(Max)
• 測定条件：V_R = 2V

と規定されています。これは、ツェナーダイオードに逆電圧V_Rを2.0V印加した場合、最大でも5uAしか流れませんよ！ということを示します。なお、最小(Min)はデータシート上には記載されていないため、逆電流の最小値はメーカーでは保障していないことになります。

加えて、上表においてオレンジ色の箇所を見ると、ツェナー電流I_Zが5mAの条件の時、ツェナー電圧V_Zは最小値(Min)が5.6Vで最大値(Max)が5.9Vということも分かります。これは、ツェナー電流I_Zが5mAの時にはツェナー電圧V_Zは5.6V～5.9Vの範囲内になることを示しています。

また、データシート上には「横軸：ツェナー電圧V_Z、縦軸：ツェナー電流I_Zの特性(V_Z-I_Z特性)」が記載されていることがあります。上図に「HZ6B2」のV_Z-I_Z特性を示します。

このV_Z-I_Z特性を見ると、電流が5uAの時に電圧が4.0Vとなり先ほどの表と値と一致していないことも確認できます。矛盾してると思われるかもしれませんが、先ほどの表はV_Rが2Vの時に、逆電流は最大でも5uAまでしか流れないということです。このV_Z-I_Z特性はあくまでツェナーダイオードの特性を示したものとなりますので、表の値と差が生じています。

まとめ

この記事ではツェナーダイオードの『逆電流(漏れ電流、リーク電流)』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逆電流の特徴
• データシート上に逆電流がどのように記載されているか

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