定電圧ダイオード

定電圧ダイオードは電子回路ではツェナーダイオードと呼ばれ、一定電圧を得るために使われる２端子素子である。しかし、定電圧ダイオードは温度に対し、特別な条件以外では一定電圧を保たない。

５V以下のツェナー電圧の品種は負の温度係数をもち、5.7V付近でゼロ温度係数、それ以上では正の温度係数となり、35V付近では＋30ｍV/℃程度になる。100℃変化で3Vも高くなる。

通常、低電圧ダイオードは温度に対し、一定電圧を保たず負の温度係数となる。

定電圧ダイオードの主な使用目的は、非安定な電源から抵抗を介しダイオードを逆降伏させてほぼ一定の電圧を得ること、回路に並列に接続して不測のサージ電圧の制限を行うことである。降伏を前提に製作されているので、逆降伏させても降伏電圧の経年変化は少ない。

単体ダイオードで温度係数が小さくなる点は5-6V付近にあるので、温度影響を少なく、回路を簡単にするためには、この電圧の定電圧ダイオードが良く使われる。

定電圧ダイオードの電圧は電流変化に対しても一定ではなく、電流の増加とともに電圧は上昇する。動作抵抗はこの電圧上昇/電流変化であるが、低電圧では動作抵抗が大きく、9V付近でもっとも小さくなり、さらに高い電圧では接合に至る基板抵抗が影響して動作抵抗は再び高くなる。

低電圧側では、動作抵抗は電流にほぼ反比例するので、元電源の大きさと定電圧値が決まると、元電源に接続した抵抗にあまり依存せず定電圧性は決まる。

以前は、温度係数の低さと動作抵抗を低減した温度補償形ツェナーダイオードが広く使われていたが、現在では次第に使われなくなっている。温度補償形ダイオードは、順ダイオードの負の温度係数とツェナーダイオードの＋の温度係数が打ち消しあうようにして、動作抵抗をある程度低減した低温度係数定電圧ダイオードで、補償ダイオードの個数で6.4Vが最小である。

現在では、集積回路を用いたバンドギャップ形２端子定電圧ICが使われることも多いが、コスト要求の厳しい用途では、今も定電圧ダイオードが使われる。

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