電子工作教材ちょこまカーの極意を伝授

ダイオードと逆止弁

 
ダイオードを簡単に言うとある方向には電流を流が逆には流さない電子部品です。
 ダイオードの2個の端子にはアノードとカソードという名前がついていて、アノードからカソードに向かっては電流が流れますが、逆には流れません。ダイオードに対応する水回路の部品は「逆止弁」です。逆止弁は英語ではチェックバルブと言います。心臓の弁も一種の逆止弁です。

図:ダイオードと水ダイオード

ダイオードの内部構造はP型半導体とN型半導体を接合したものです。トランジスタのベースに電流を流すには最低でも0.6ボルト(シリコン製の場合)の電圧をベース-エミッタ間にかける必要がありました。ダイオードも同じで、アノードがカソードより0.6ボルト(これもシリコン製ダイオードの場合)高くなるまでは電流は流れません。 上図の水ダイオード、すなわち逆止弁の場合も、バネが板を押しているので水圧の差が小さいうちは開きませんね。

ダイオードの動作を半導体から理解しよう

P型とN型のシリコンが接合されているとします。P型の方をN型に対してプラスの電圧にすることを順方向バイアスすると言います。次の図は順方向バイアスされたPN接合で起こる現象です。

図:順方向バイアスされたPN接合

N型の自由電子もP型の空席(ホール)も境界線の方へ流れてきます。境界線付近ではN型の自由電子がホール(空席)を埋めますが、自由電子もホール(空席)も次々と流れてくるので、電流が流れ続けます。
 次の図は電圧が反対向きになった場合です。逆バイアスと言います。

図:逆方向バイアスされたPN接合

N型の自由電子もP型のホール(空席)も境界線から遠ざかる方に移動するので、境界線をまたいで電流を運ぶ担い手がなくなり、電流は流れなくなります。

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