どうも、なかしー(@nakac_work)です。
僕は自動車や家電製品にプログラミングをするエンジニアとして働いています。
電子工作でよく使う部品である「ダイオード」の仕組みについて知っていますか？
ダイオードには２つの特徴があります。
- 電流が流れる方法を制限する
- 電圧を一定に保つ
この特徴を使って、交流を直流に変換したり、コイルの逆起電力による部品の破壊から守ったりすることが出来ます。
ダイオードが何故こんなことが出来るのかというと「２種類の半導体をつなぎ合わせて、電気の流れやすさを調整しているから」です。
その仕組みを詳しく解説します。
ダイオードは２種類の半導体をつなぎ合わせている
半導体とは電気を流したり、流れにくくなる特徴があります。
ダイオードはP型半導体とN型半導体の２つをつなぎ合わせて出来た部品です。
P型の電極をアノード(A)、N型の電極をカソード(K)と呼びます。
このアノードとカソードのどちらに電源のプラスを繋ぐかによって、電流が流れるか流れないかが決まります。
アノードに電源のマイナスを繋いだ場合
アノードに電源のマイナスを繋いだ場合は、電流がほとんど流れません。
アノードに電源のプラスを繋いだ場合
アノードに電源のプラスを繋いだ場合は、電流が流れます。
電源を繋ぐ向きで変わる理由は、内部で空乏層が大きくなったり、小さくなっているからです。空乏層が大きいほど電気が流れにくくなります。
アノードにプラスを、カソードにマイナスを繋ぐと電気が真ん中へ押しやられ、空乏層は小さくなって電気が流れやすくなります。
しかし、電源を反対に繋ぐと外側へ引っ張られるので、真ん中の空乏層は大きくなります。
磁石のN極とS極のような関係性です。
この仕組みでダイオードは電流が流れる方向を制限しています。
また、ダイオードに加える電圧も重要で、一定の電圧を超えないと電流が流れないようになっています。
ダイオードの仕組み|まとめ
この記事では「ダイオードの仕組み」について解説しました。
ポイントは
- ダイオードはP型とN型の半導体をつなぎ合わせている
- 空乏層によって電気の流れやすさが変わる
- 空乏層は電源を繋ぐ方向によって大きくなったり、小さくなったりする
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