ダイオードは家庭用電化製品の一般的な部品です。 これらにより私たちの生活は楽になり、今日では日常的な活動のほとんどにダイオードが含まれています。 これらは電子機器の単純なコンポーネントです。 ダイオードの役割は、デバイス内の 1 つの経路にのみ電流が流れることを許可し、他の経路に流れる電流を停止することです。 インピーダンスは、ダイオードが制御する電流には影響しません。 PCB の分野では、ダイオードにはさらに多くの機能があります。 この説明ではダイオードの重要な側面をいくつか取り上げますので、すぐに始めましょう。
ダイオード
すでにご存知のとおり、ダイオードに流れる電流は複数の方向に流れることはできません。 この状態は順方向バイアス状態です。 より単純化するには、デバイスが正常に動作し続けるように電流の流れを調整するある種の電子バルブとしてダイオードを考えることができます。 ダイオードに負の電圧がかかっている場合、電流が流れず、ダイオードが開回路になります。 順方向バイアス状態の他に、逆方向バイアス ダイオード状態もあります。 基本的に、バイアスとは、ダイオードが回路内の異なる箇所で異なる量の電圧と電流を決定することを意味します。 ダイオードは、その構造の基本単位として半導体を含みます。 半導体ダイオードには、P 型と N 型と呼ばれる 2 つの側面があります。 中心にはP-N接合があります。 これらのダイオードにはいくつかのリード線が接続されており、これにより家庭用電化製品でのこれらのダイオードの組み立てがはるかに簡単になります。
ダイオードの機能
ダイオードを完全に理解するには、その機能について学ぶ必要があります。 すでにご存知のとおり、ダイオードにはリード線があり、そのうちの 2 つはダイオードの側面に接続されています。 N 型に接続するリードはカソードと呼ばれ、P 型リードはアノードと呼ばれます。 カソードはマイナス側、アノードはプラス側です。 ここで、ダイオードのすべての機能は、P-N 接合も含まれるこの領域を中心に展開することに留意してください。 以下では、ダイオードの逆バイアス条件と順バイアス条件を詳しく見ていきます。
- 順バイアス条件: 電圧が正のアノードに接続され、その負側がカソードに接続される場合、このダイオードが導体になり、順バイアス条件が確立され、電流が流れます。
- 逆バイアス条件: この場合、電圧側を逆にする、つまり電圧の負側をアノードに接続し、正側をカソードに接続すると、逆バイアス条件が確立されます。 この状態では電流は流れません。 ダイオードは絶縁体になります。
ダイオードの 2 つの領域
ダイオードの 2 つの最も重要な領域は、N 型領域と P 型領域です。 これらの領域は、ダイオードの動作をより深いレベルで理解するのに役立ちます。 一般的なダイオードでは、カソードは常に右側にあり、左側がアノードを表します。 アノードでは、電流がプラスからマイナスに流れます。 順バイアス状態でダイオードを使用している場合は、カソードに大きなマイナス記号があり、ダイオードのこちら側が負であることを示すこともできます。
ダイオードの特性
このセクションでは、ダイオードのいくつかの顕著な特性を検討します。
ダイオードの逆電圧とは、ダイオードが完全に故障する前に許容できる電圧の総量を意味し、この場合、電流の方向は常に逆になります。
ダイオードの逆電圧は、ピーク逆電圧またはピーク逆電圧によっても表されるため、都合の良いときにいずれかの名前を学ぶことができます。
すべてのダイオードには逆電圧の固定制限があり、この制限を増やすことはまったく推奨されません。
ダイオードの最大電流定格とは、ダイオードを流れるピーク電流の総量を意味します。 逆電圧を変更できないのと同様に、使用しているダイオードに悪影響を与えるピーク電流定格も一定のままです。
ダイオードは、絶縁体としても導体としても機能するため、電子機器にとって多用途の部品です。
その優れた機能、効率的なパフォーマンス、シンプルな性質により、さまざまな業界でも重要な用途に使用されています。
アノード対カソード ダイオード
あなたがこれまで見たり使用したりしたすべての LED には、カソードとアノードという 2 つのダイオードが含まれています。 これらのダイオードがなければ、LED は効率的に動作できません。 LED について完全に理解するには、LED の極性がどのように機能するかを詳しく理解する必要があります。 基本的に、LEDの極性は電流がたどる経路を意味します。 LED にはダイオードが含まれており、ダイオードの存在により、LED 内の電流は単一の経路のみをたどって流れることができます。 さて、理解を容易にするために、次のセクションでアノードとカソードを個別に説明しましょう。
アノードとは何ですか?
LED のアノードは実際にはダイオードであり、プラスです。 LEDのアノードは電流を流すための扉となる端子の役割を果たします。
カソードとは何ですか?
アノードについて理解していれば、カソードについて学ぶのは簡単です。 ちょうど陽極とは逆です。 電流が流れるアノードと同様に、LED のカソードは電流が流れることを許可せず、電流がそのルートから外れるようにします。
アノードとカソードの見分け方
彼らのサインがあなたに知らせてくれるでしょう！ アノードの正符号とダイオードの負符号に従って、この 2 つを簡単に区別してください。 標識が小さすぎる場合は、虫眼鏡を使用すると適切に視覚化できます。 アノードとカソードには他にもいくつかの違いがあり、今後のダイオード プロジェクトに役立つ可能性があります。 それでは始めましょう!
電荷による微分
ここで、陽極と陰極を簡単に判断するコツを学びましょう。 どちらも電流の流れに関係しているため、どちらを判断するかが難しい場合があります。 アノードはプラスであるため、常にマイナスの変化を捉えます。 アノードの正電荷により、アノードは電子受容体になります。 したがって、酸化はアノードで起こります。 カソードは負の電荷を持ち、プロトンを引き付けるため、プロトン受容体です。 カソードの目的は電子を生成することです。 負の電荷が確立されると、電流はカソードからアノードに流れます。
アノードダイオードとカソードダイオード: 主な違い
このセクションを終えると、アノードとカソードを簡単に区別できるようになります。 アノードとカソードの違いは次のとおりです。
1. 端末の種類
アノードとカソードを判断する簡単な方法の 1 つは、アノードがプラス端子であり、カソードがマイナス端子であるということです。
2. 料金の種類
アノードは電子を放出し、酸化を受けることを意味します。一方、カソードは電荷を受け取り、還元を意味し、アノードとは異なり、マイナス端子になります。
3. 電流の流れ
アノードは電流を LED に流し、カソードは電流を LED から出させます。
4. ポジティブとネガティブ
電荷に基づいてアノードとカソードを決定することもできます。 これは、これら 2 つの端子を決定する最も簡単な方法の 1 つです。 アノードは常にプラスであり、カソードはマイナスです。
5. 酸化と還元
アノードでは酸化が起こり、カソードでは還元が起こります。 両者を区別する良い方法でもあります。
6. ピンの長さ
場合によっては、両方の端子で異なるピンのサイズから両方を判断することもできます。 ただし、手作業による切断や人為的ミスにより、アノードとカソードが似てしまう場合があり、アノードとカソードを区別することが困難になる場合があるため、これは必ずしも当てはまりません。 心配しないでください。この点でもカソードを決定できます。 つまり、陰極を見つけることに成功すれば、最終的に陽極を決定できることになります。 最初にカソードを見つけるのに役立つヒントがあります。
- ケースが平らでダイオードとつながっている場合、それはカソードです
- 筐体が少し突き出ていれば陰極です
ダイオードの利点:
- ダイオードにより短絡が減少します
- これらは電圧と電流の調整に信頼性があります
- ダイオードが過電圧を防止します
- ダイオードは過電流による電子機器の損傷を防ぎます
- これらはACをDCに簡単に変換するためのものです
- ダイオードは電子機器に DC を与えるのに信頼性があります
ダイオードの欠点:
- 半導体ダイオードには、極端な逆電圧での動作には限界があります。
- ダイオードはあまり反応しません
- これらには逆飽和電流があり、有益ではありません
- 一部のデバイスではダイオードにより大量のノイズが発生します
ダイオードの方向と配置
ダイオードは単純な部品です。 しかし、それらの極性について話すと、それらは難しい概念になります。 ダイオードには向きや組み立ての違いから、プラグインダイオードやパッチダイオードなどさまざまな種類があります。 ダイオード アセンブリには、DIP と SMT の 2 つの一般的なタイプがあります。 したがって、ダイオードのタイプに応じて、どのタイプのアセンブリを使用するかを決定することが重要です。 ダイオード組立業者に依頼する場合は、ダイオードの向きに注意する必要があります。ダイオードの向きによっては、ダイオードの故障が発生する可能性があるため、過失は許されません。 PCB のシルクスクリーンは、完全なダイオードの方向情報を得るのに役立ちます。 双方向ダイオードを使用するさまざまなデバイスがあります。 効率を維持するには、適切なグランド プレーニングが重要です。 また、スタブダイオードの生成も妨げられ、家庭用電化製品の性能も損なわれます。
コンポーネントの方向性の機能的な意味を忘れないでください
PCB を組み立てるときに、あらゆる点で複雑さを回避するために従う必要があるヒントがいくつかあります。 PCB を扱う場合は機能的な意味が重要となるため、これらを考慮することが重要です。 以下をご覧ください。
ヒューマン インターフェイスの考慮事項: PCB 部品にはヒューマン インターフェイスを選択します。 この目的には、ロックされたコネクタとロック解除されたコネクタを利用できます。 PCB の効率を向上させるために、スイッチと配線を配置することも重要です。 PCB の作業を容易に進めるためには、PCB 部品の正しい向きが非常に重要です。 また、事故を可能な限り回避し、起こり得る損傷から PCB を保護できるように、PCB 部品間に適切な距離を維持するようにしてください。
マーキングの向き: 起こり得る複雑な問題を防ぐために、シルクスクリーンが正確な統計を提供していることを確認する必要があります。 この目的のために、極性インジケータには正確なピンが含まれている必要があります。 これらの対策により、マーキングの方向性が実現可能になります。
品質の検証: グループの形で存在するコンポーネント、または性質が似ているコンポーネントに細心の注意を払うことが重要です。 これを行うと、PCB を再加工したり、PCB を最初から組み立てたりするリスクを大幅に下げることができます。 最小限の労力で高効率の工業グレードの PCB を製造できるようにするには、品質検証が非常に重要です。
熱性能: PCB 部品の熱性能も重要であり、コンポーネントごとに異なります。 一部のコンポーネントは重要かつ敏感であり、過熱による損傷を防ぐために換気を可能にする適切な向きが必要です。
まとめ
ダイオードは、いくつかのデバイスの優れた性能にとって非常に重要です。 このため、ダイオードから良い結果を得るには、ダイオードに特別な注意と特別な取り扱いが必要です。 航空宇宙から防衛まで、ダイオードは私たちの周りのさまざまな分野で主要な用途に使用されています。 この記事では、ダイオードの主要な側面をいくつか取り上げ、簡単に理解できるようにしました。
また、アノードとカソードを簡単に区別できるようになりました。そのための役立つヒントとコツについて説明しました。 私たちは、ダイオードが皆さんにとって簡単なものとなり、将来的にも素晴らしいダイオード プロジェクトを開発できることを願っています。 次回は、物理学のさらに魅力的な内容をお届けします。
