ダイオードの順電圧

←広い範囲で実測したダイオードの電流対電圧特性

横軸は電流（Ａ）、縦軸は接合電圧（Ｖ）

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データーは実在する小信号ダイオードの特性である。

シリコンダイオードの電圧・電流特性を、電流10桁の範囲で実測した経験のある電子回路エンジニア、教授者は日本にどのくらい存在しているのだろうか。

ダイオードの電流ＩＤとダイオード電圧VJの関係式は

ＩＤ＝ＩＳ＊｛exp(VJ/mVT)-1}  ・・・・・（1）　で表されることになっている。ＩＳは飽和電流、ｍはエミッション係数、ＶＴは熱電圧である。

半導体関連の少しまともな本にはこの式の記載がふつうにある。

このデータは、家庭環境でも実測できる。

1個　数10￥のＪ－ＦＥＴ入力オペアンプ電圧フォロワ＋10ＭΩ～1ｋΩの抵抗Ｒと可変電圧源で測定できる。家庭環境ではノイズ環境を十分制御出来ないので1000ｐＦから10000ｐＦのフィルムコンデンサをダイオードに並列接続し、微小電流でフィルタ効果を効かせることがポイントだ。

熱電圧は常温で約25ｍＶなので、ＶＪが100ｍＶ程度の領域までは電流対数の片対数グラフ上で直線となる。

ただし、電圧測定をデジタルテスターで行うと、その入力抵抗は10ＭΩ程度であるので、その負荷効果でこのようなグラフは得られない。この特性を実測して、本に（1）式を記載している著者はどのくらい存在しているか。

Ｊ－ＦＥＴ入力のオペアンプは典型値で数ｐＡの入力電流しかないので、ＶＪを直接計測しないで、Ｊ－ＦＥＴオペアンプ電圧フォロワをエレクトロメータとして使うことにより10＾-12Ａ台の計測が可能になる。

ショットキバリヤダイオードなら、デジタルテスタでもこの領域の測定が可能である。

アナログエンジニアは1Ｗにも満たないこのクラスのダイオードにμｓの短パルス定電流大電流負荷を掛けて、ダイオードの破壊試験を行ったことがある。そのデータとこのデータを接続すると、12桁にわたるダイオード特性を把握できる。

たかがダイオード特性であるが、測定値と理論値をきちんと対比させ実証するのが工学である。

なお、このダイオードは直列抵抗成分RSが1.5Ω程度あるので、10ｍＡを越える電流領域では、

VJ'=VJ+RS*IDが観測される。そしてＲＳは半導体抵抗成分であるので、自己加熱に伴うＲＳの変化が顕著に認められる。半導体の熱的破壊はジュール積分でおよそ評価できるが、その挙動はドラスティックである。

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