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  • 2019/07/04

【図解】ダイオードとは何か? 電気の流れる向きを整える原理

電機の仕組み基礎用語解説

ダイオードは一方向に電流を流して、逆の向きには電流を流さない電子部品です。LED(発光ダイオード)はダイオードの1種です。本記事では、ダイオードを理解するために、電気の流れる向きを整える仕組みとその特性を利用した回路について説明します。

小峯 龍男

小峯 龍男

1953年生まれ。東京電機大学工学部機械工学科卒。東京電機大学高等学校教諭。ロボット工作・電子工作教室を主宰している(本データは『はじめる!楽しい電子工作 カラー図解を見ながらつくれる!電気のしくみもよくわかる!』の書籍が刊行された当時に掲載されていたものです)

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ダイオードの仕組みと特性を解説
(Photo/Getty Images)

ダイオードの仕組み

 電気を通す物質を導体、電気を通さない物質を絶縁体と呼びます。電気の状態によって導体と絶縁体のいずれかの性質をもつ物質を、半導体と呼びます。

 物質内の電荷の移動が、おもに正の電荷によって伝えられる半導体をp(positive)型半導体、負の電荷(電子)の移動による半導体をn(negative)型半導体と呼びます(図1)。

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半導体とpn接合型ダイオード

 p型半導体とn型半導体を接合したpn接合型ダイオードは、p型のアノード(陽極)からn型のカソード(陰極)への順方向だけに電流を通過させ、逆方向の電流を阻止する整流特性をもちます。

 2本の接続線の極性は、本体のカソード側に塗られた線などで識別します。LEDは、順方向に電流を流したときに、接合点で発光するダイオードです。ダイオードの逆方向に高い電圧を与えると、ダイオードの整流特性がなくなるポイントがあり、このときの電圧を降伏電圧と呼びます。

半波整流と全波整流とは?

 ダイオードの整流特性を利用して、交流電圧などから順方向電圧だけを取りだす整流回路がつくれます(図2)。

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ダイオードの半波整流と全波整流

 ダイオード1つを負荷となるものと直列に接続した回路では、この負荷に交流電源のうちの半分の順方向側電圧だけが与えられるので、このような整流動作を半波整流と呼びます。

 直列に接続した2つのダイオードを2組つくり、それぞれの中間に交流電圧を与えた場合は、互いのカソード端子がプラス、アノード端子がマイナスとなって、交流電圧波形の正と負の両方の電圧を取りだすことができます。

 ダイオードをこのように接続する方法をブリッジ接続と呼び、逆方向電圧を反転させ、順方向へ加えて出力する整流動作を、全波整流と呼びます。

※本記事は『はじめる!楽しい電子工作 カラー図解を見ながらつくれる!電気のしくみもよくわかる!』の内容を一部再構成したものです。

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