ツェナーダイオードとは?特徴・記号・用途について!

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この記事では『ツェナーダイオード』について

  • ツェナーダイオードとは
  • ツェナーダイオードの『特徴』・『記号』・『用途』

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とは

ツェナーダイオードとは

ツェナーダイオードは、逆電圧VR(カソードにプラス、アノードにマイナスを印加した時の電圧)を徐々に上げていくと、ある電圧で急激に逆電流IR(カソードからアノードに流れる電流)が流れるダイオードです。

ツェナーダイオードに印加する逆電圧VRを上げていき、ある電圧で急激に逆電流IRが流れる現象は「降伏現象」と呼ばれています。

逆電流IRが急激に流れ始める逆電圧VRツェナー電圧(降伏電圧)VZといいます。また、この時に流れている逆電流IRツェナー電流IZといいます。

降伏現象が生じた後は、ツェナー電流IZが変化してもツェナー電圧VZはそれほど変化しません。ツェナーダイオードは、この特性を利用して、定電圧回路に使用されていることが多いです。

補足

  • 通常のダイオードはアノード(A)からカソード(K)の方向に順電流IFが流れます。
  • ツェナーダイオードは英語では「Zener Diode」と書きます。
  • 順方向特性は通常のダイオードとほぼ同等です。そのため、0.7V程度の順電圧VFを印加すると、順電流IFが流れ始めます。
  • ツェナーダイオードは「定電圧ダイオード(Reference Diode)」とも呼ばれています。

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ダイオードは『ツェナーダイオード』以外にも『一般整流ダイオード』や『ショットキーバリアダイオード』など様々な種類があります。

下記の記事ではダイオードの種類について説明していますので、興味のある方は下記のリンクからぜひチェックをしてみてください。

ダイオードの『種類』と『特徴』と『記号』について!
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ツェナーダイオードの記号

ツェナーダイオードの記号

ツェナーダイオードは一般のダイオードと区別するために、上図に示すようにカソードに「Z」のようなマークが付いている回路記号を用います。三角形を「塗りつぶしているもの」と「塗りつぶしていないもの」がありますが、どちらを使用しても構いません。

また、「鍵括弧(」)」のようなマークが付いている回路記号も用いることがありますが、あまり見かけません。

ツェナーダイオードの温度特性

ツェナーダイオードの温度特性

ツェナーダイオード(定電圧ダイオード)のツェナー電圧VZは温度によって変化します。

温度特性で特徴的なのは、ツェナー電圧VZの大きさによって、「正の温度係数を持つツェナーダイオード」もあれば「負の温度係数を持つツェナーダイオード」もあることです。

具体的には、ツェナー電圧VZが5V付近を境界とし、ツェナー電圧VZが5V付近よりも高いものは正の温度係数を持つため、温度が上昇すると、ツェナー電圧VZが増加します。一方、ツェナー電圧VZが5V付近よりも低いものは負の温度係数を持つため、温度が上昇すると、ツェナー電圧VZが減少します。

また、ツェナー電圧VZが5V付近のツェナーダイオードは「正の温度係数」と「負の温度係数」がお互いに打ち消し合うため、温度変化が小さくなります。

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ツェナーダイオード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。興味のある方は下記のリンクからぜひチェックをしてみてください。

ツェナーダイオードの温度特性について!
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ツェナーダイオードの用途

ツェナーダイオードの用途

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はそれほど変化しない特性を利用して、定電圧回路に使用されていることが多いです。

ツェナーダイオードを回路や部品の前段に接続することで、回路や部品に対して、一定電圧を供給することができます。

また、ツェナー電圧VZを超える電圧が印加されると、導通するという特徴を活かして、静電気などのサージ電圧から回路や部品を保護するためにも用いられています。このような用途で使用するツェナーダイオードは「TVSダイオード」や「ESD保護ダイオード」といいます。

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TVSダイオード(ESD保護ダイオード)については下記の記事で詳しく説明しています。興味のある方は下記のリンクからぜひチェックをしてみてください。

TVSダイオードとは?『ツェナーダイオードとの違い』を解説!
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補足

  • TVSは「Transient Voltage Suppressor(過渡電圧抑制)」の略です。
  • TVSダイオードの回路記号はツェナーダイオードと同じです。
  • ESDは「Electro-Static Discharge(静電気放電)」の略です。

まとめ

この記事では『ツェナーダイオード』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とは
  • ツェナーダイオードの『特徴』・『記号』・『用途』

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