パワーダイオードとは？

パワーダイオードは、主に交流（AC）を整流（整流）として知られるプロセスである直流（DC）に変換するために使用される結晶半導体デバイスです。 ほぼすべての現代の電気および電子機器の電源回路に見られるパワーダイオードの機能は、機械的な一方向弁に似ています。 電流を逆方向に流れるのを防ぎながら、順方向と呼ばれる一方向に最小の抵抗で電流を流します。 通常、パワーダイオードは数百アンペアを前方に通過させることができ、PN接合がはるかに大きいため、消費者向け電子機器で電流を調整および削減するために使用されるより小さな信号ダイオードよりも高い順方向電流容量を持ちます。 これにより、大電流と高電圧が関係するアプリケーションにパワーダイオードが適しています。

製造業者は通常、特定の用途に適した一連のパワーダイオードを製造しています。 これらは、順方向に流すことができる最大電流と、耐えることができる最大逆電圧に基づいて定格されています。 抵抗により、電流をパワーダイオードに順方向に流すと、電圧がわずかに低下します。 逆に、パワーダイオードは、逆方向に流れる一定量の電圧にしか耐えられず、故障して機能を停止します。

パワーダイオードは主にシリコンで作られていますが、ボロン、ガリウムヒ素、ゲルマニウム、リンなどの他の材料も少量使用されます。 単一のパワーダイオードを使用してACをDCに変換できますが、これにより、半波変動DCと呼ばれるものが生成されます。 より一般的には、2つまたは3つ以上のダイオードが回路に接続され、全波変動DCを生成します。 これらの中で最も重要なのはブリッジ整流器で、4つの接続されたダイオードがAC波の正と負の両方のセクションをDCに変換し、全波整流を生成します。

世界中の電力会社は、通常、三相ACを使用して電力を分配します。 入力ACからさまざまなDCを供給しますが、全波整流器またはブリッジ整流器は、現代のほとんどの電気および電子機器に電力を供給するために必要な定電圧でDCを供給しません。 したがって、リップル電圧を平滑化するために、通常、コンデンサーが整流器の出力端に接続されます。 たとえば、典型的な米国の家庭では、電気主回路からの三相ACは3組のパワーダイオードを通過します。 次に、得られたDCは平滑化され、平滑コンデンサに通すことで使用に十分な一定の電圧で供給されます。