アバランシェダイオードとは？

ダイオードは、電気信号が一方の方向に通過するのをブロックしますが、信号はもう一方の方向に通過できるようにするデバイスです。 標準的な半導体ダイオードが信号をブロックしている場合、その信号の電圧が高くなりすぎてダイオードが制御できなくなる可能性があります。 その時点で、ダイオードは故障し、信号が通過できるようになり、電圧が導通するとおそらく破壊されます。 ダイオードのアバランシェ点と呼ばれるこの効果が始まると、通常はその経路を実行するまで停止せず、経路内のすべてではないにしても多くの回路コンポーネントを破壊します。 アバランシェダイオードは、アバランシェイベントに耐え、その通常の機能でアバランシェ効果を使用できる特別なタイプのダイオードです。

すべての半導体ダイオードは、2つの半導体材料（通常はシリコン）で構成されています。 材料の1つであるカソードには、正の電荷があります。 2番目の部分であるアノードは負の電荷を帯びます。

これらのダイオードは、回路内の回路フローの方向を制御します。 電流がダイオードのアノードに印加されると、正に帯電した材料を負のカソードに向かって通過し、カソードから回路の残りの部分に流れます。 この状態で動作するダイオードは順方向にバイアスされます。

同じ電流がカソードに接続されている場合、カソードの同じ電荷で単純に静止し、ダイオードによってブロックされます。 この状態のダイオードは逆バイアスされます。 ただし、その電圧が十分に高い場合、カソードを飛び越えて正のアノードに到達するのに十分な電力を持つことができます。 これが発生すると、電流はダイオードのアノードから流れ出し、ダイオードはアバランシェ状態になります。 この状態は通常、標準ダイオードと、ダイオードと接地点の間にある他の回路コンポーネントを破壊します。

アバランシェダイオードは非常に特殊な方法で設計されているため、アバランシェ効果を利用できます。 アバランシェダイオードは、ダイオードが処理できないほど大きくなり、アバランシェが制御不能になるのを待つ代わりに、所定の電圧でアバランシェ効果を意図的に開始します。 この所定の電圧は、ダイオードを損傷するほど強くはないため、アバランシェダイオードは回路からグランドに過剰な電力を逃がすことができます。 このように、アバランシェダイオードは、余水吐によりダムが過剰な洪水水をリダイレクトするのと同じように機能します。

アバランシェダイオードは、回路で頻繁に使用され、回路を損傷する可能性のある望ましくないまたは予期しない電圧から保護します。 そのようなダイオードは通常、回路の電流の主経路に接続されたカソードと、電気接地に接続されたアノードを持っています。 この構成により、回路を通過して破壊するのではなく、脅威となる電圧を直接グランドにリダイレクトできます。 この構成のアバランシェダイオードは、回路が経験する最大電圧をプリセットレベルに固定またはクランプするため、クランプダイオードとして機能します。