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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第17期工学第3章半導体・電子菅・電子回路 (3)ダイオード

       第3章半導体・電子管・電子回路
           (3)ダイオード


今回は、半導体素子としては、 一番簡単な構造であるダ
イオードについてのお話をします。
ダイオードは、次回以降にお話をします、 トランジスタ
ーやFET、そしてMOS を理解する上で基礎となる大変重
要なものです。
ダイオードは、 交流から直流を作る過程での整流や、変
調された電波から音声信号を取り出す 検波に使用されま
す。整流は、電源の章で、 検波は、DSB送受信機の章で
詳しくお話をいたします。

(1)ダイオードの働き
 ダイオードとは電流を一方向にしか通さない 性質が
 あります。

 
 一番上のグラフは、交流〈皆様のご家庭のコンセントに
   来ている電気の電圧をグラフにしたものです。
 横軸が時間で縦軸が電圧です。
 時間と共に電圧と極性が変わっています。横軸より上が
   ”+”で下が”-”です。
 その下の回路図では、交流の電源(丸にSIN波のマーク
  )に抵抗:R が繋がれています。
 抵抗:R には、I = V/R の電流が流れます。
 抵抗:R の両端電圧は V = I・R で電源の電圧と同じ電
  圧が加わります。
 電流の向きは、赤の矢印の方向であったり、水色の方向
 であったり時間と共にに変わります。
 次に下の図の様に途中にダイオードを入れます。
 
 すると電流の流れは、赤の矢印の方向だけ になります。
 この時の抵抗:R の両端電圧は、回路図の上のグラフの様
 な電圧の変化となります。
 
 これは、ダイオードが赤の矢印の方向にしか電流を通さな
 い為です。
 これを利用して時間的にSIN状に変化する 交流 を 直流
  [時間的に電圧の ”+”、”-” (極性)が変化せず、電圧が
  時間により変化しない] に変換する時に電流の向きを一方
   向にだけ通す目的に使用します。
 この様に、電流の流れる方向を制限する働きを整流といい
 ます。
 先に述べましたが、この働きを利用して、変調された電波
   から信号を取りだす事もダイオードの仕事です。

 ダイオードがなければ、航空無線も成り立ちません。
 その他、電圧を下げる時に電流を減らさずに電圧を下げる
 目的でもダイオードが使われます。
 通常、一定の電源電圧から希望の電圧を作る時に抵抗を使
 います。 例えば、1.5Vの電池に 同じ値の抵抗を2個直列
 に繋ぎますと、 1つの抵抗の両端電圧は、電池の半分の電
 圧になります。しかし、抵抗は、電流を通しにくくします
   ので電流も減ってしまいます。
 ダイオードを使いますと、電流を減らさずに電圧を下げる
   事ができます。その理由については、機会があれば、お話
   を致します。

 
(2)ダイオードの原理
 それでは、 前回お話をしましたn形半導体と p形半導体を
   接合して作られたダイオードの原理をお話いたします。

 上の2番目の図の様にダイオードに交流電源をつないだ場
 合、上の図で、 ダイオードの左側が”+”になる時と右側が
   ”+”に なる時があります。
 交流電源に換えてダイオードに電池の向きを変えて繋いで
 考えてみましょう。


  ア.逆バイアス



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