ダイオード電圧レギュレータとは何ですか？

ダイオード電圧レギュレータは、単一のダイオードが電圧調整デバイスとして機能する電圧レギュレータです。 従来の集積回路（IC）電圧レギュレーターと同様に、ダイオードは回路内で変化する入力電圧を取得し、特定の一定の直接カラント（DC）電圧に変換します。 ダイオードは、比較的大きな電流変化にもかかわらず、電圧の変化が非常に小さいという対数特性により、電圧レギュレータデバイスとしてかなり機能し、設計上の制約が満たされた場合に回路で良好な電圧安定性を提供します。

レギュレータデバイスとして機能する最も一般的に使用されるダイオードはツェナーダイオードで、これは逆バイアスと呼ばれる方法によって最も一般的に電圧調整を実現します。 これは、ダイオードの陽極である正極を電源のグランドに接続し、陰極である負極を電源の正極に接続する方法です。 これが発生すると、電源はダイオードの最大電圧定格に等しいダイオード両端の電圧を低下させます。 最大電圧定格は、電源電圧がより高い電圧である限り、回路に逆バイアスで接続されたときにツェナーダイオードで降下する電圧です。 この電圧定格は、調整された電圧出力を決定するため、回路の電圧調整を設計する際に重要です。

たとえば、10ボルトの電源と最大電圧定格が5.1ボルトのツェナーダイオードがある場合、ツェナーダイオードは5.1ボルトをシンクします。 並列に配置されたコンポーネントも、この同じ安定化電圧出力を受け取ります。これは、回路が並列にあるすべてのコンポーネントが同じ電圧を受け取るという規則に従うためです。 これにより、回路のダイオード電圧調整が実現されます。

ダイオード電圧レギュレータ回路を作成するときの追加のルールは、ダイオードの前に抵抗を配置することです。 抵抗器は、ダイオードの前に常に配置することができ、通常はそうであるため、過剰な電圧がある場合、抵抗器全体で低下し、ツェナーダイオードを燃やしません。これは、過剰な電源電圧が供給された場合に不良になる可能性があります。 10ボルトの電源と5.1ボルトの最大電圧定格のツェナーダイオードの例では、ツェナーダイオードは5.1ボルトをシンクし、残りの4.9ボルトは抵抗器全体にシンクするため、10ボルトすべてがシンクするわけではありませんダイオード。 したがって、ツェナーダイオードの前の抵抗は、ツェナーダイオードが必要以上の電圧を受け取らないように、その両端に過剰な電圧を落とす安全装置として機能します。

電圧調整用の回路にツェナーダイオードを接続する別の方法は、あまり一般的ではありませんが、順方向バイアスと呼ばれる方法で接続することです。 これは、ダイオードのアノードを電源のプラス側に接続し、カソードを電源のグランドに接続する方法です。 このような配置では、ダイオードはその動作電圧降下をドロップします。これは通常約0.7ボルトです。 これは、電源から供給される電圧よりもわずかに低い電圧しか降下せず、最大電圧定格ほど異なる値範囲で柔軟ではないため、この方法では一般的ではありません。

ダイオード電圧レギュレータは、電圧レギュレータデバイスとして機能しますが、精度が重要な場合は、より多くの組み込み調整メカニズムを含むIC電圧レギュレータがより適切な選択肢です。 ダイオード電圧レギュレータに十分な大きさの電流シフトが含まれている場合、異なる電圧を生成する可能性があります。 ただし、精度がそれほど重要でない場合は、ダイオード電圧レギュレータを選択するのが適切です。