ダイオードは、コンポーネントを通過する電流が一方向にのみ流れるようにする小さな電子素子です。バイアスは、ダイオード内の電流の方向を調整するためにダイオード内で実行されます。ダイオードのバイアスは、2 つの異なる方法で行われます。
順バイアスと逆バイアスです。ダイオードにバイアスを設定すると、電流の経路が反対方向に変化します。フォワード バイアスとは何か、その特徴とフォワード バイアスの重要性を学びます。
ダイオードの P-N 接合のバイアス
バイアスとは、電流の流れが反対方向に抵抗または抑制されるように、電流を一方向のみにシフトするプロセスです。
- バイアスは、ダイオードなどの半導体の P-N 接合で発生します。
- PN 接合には、同じ結晶内に p 型と n 型の 2 種類の半導体があります。
- p 型は、最大数の穴を含む陽極側です。
- 正の粒子、穴は p から n に移動しますが、n から p には移動しません。
- n 型は、最大数の電子を持つカソードです。
- 負の電子は n から p に移動しますが、p から n には移動しません。
- 順方向バイアスにより、現在の流れが容易になり、最大レベルになります。
- 逆バイアスは電流の流れを遅くします。
順バイアスとは?
PN 接合ダイオードの順方向バイアスにより、外乱や干渉なしに特定の方向に電流を連続的に流すことができます。
- 順バイアスの意味は、順方向に印加された電圧により、電流が順方向に流れることです.
- 順バイアスでは、半導体の p 型 (アノード) がバッテリーのプラス端に接続され、n 型 (カソード) がバッテリーのマイナス端に接続されます。 .
- したがって、陽極の電圧は陰極側の電圧よりも高くなります。
- 電流が p 型 (アノード) から n 型 (カソード) に流れ、順方向と見なされます。
ダイオードが順方向にバイアスされるとどうなりますか?
順バイアスは、電流がダイオードの順方向に流れるようにします。
- 電流を順方向に流すには、電圧の高いプラス側にp型を接続し、電圧の低いマイナス側にn型を接続します。 .
- 正の端を p 型に接続すると、そこに存在する正の不純物ホールが、同じ正電荷の反発により接合部に向かって押し出されます。
- 正端を p 型に接続すると、正電荷の反発により、存在する正の不純物正孔が接合部に向かって押し出されます。
- これらすべての正孔と電子が接合部に向かってフラッシュされると、電子と正孔が大量に存在する空乏領域が形成されます。
- しばらくすると、電圧が十分に高くなると、空乏領域が消えます。
- P-N 接合の空乏領域を克服した電子と正孔により、電流内の自由電子が半導体を自由に通過できるようになります。
ダイオードに逆バイアスがかかるとどうなりますか?
- 逆バイアスでは、p 型アノードがマイナス端子に接続され、n 型カソードがプラス端子に接続されます。
- したがって、ダイオードが逆バイアスの場合、電子と正孔が接合部から押し出され、空乏領域が広がります。
- 高電圧下では、ツェナー降伏または雪崩効果により空乏領域が消失します。
- 逆バイアス ダイオードの電流の方向が逆になります。
- 逆バイアス ダイオードでは、カソードの電圧が比較的高く、ポテンシャル バリアが形成されます。
- 空乏領域が厚く、回路の抵抗が高くなります。
- 逆バイアスの材料は絶縁体と同じです。
フォワード バイアスの重要性と特徴
順バイアスの重要性と特徴を以下に示します。
- 順方向バイアスでは、正端子から負端子への順方向のみに電流が流れます。
- 陽極の電圧が陰極の電圧よりも高い
- 回路内の潜在的なバリア強度を低下させます。
- 順バイアスは、逆バイアスに比べて空乏層が非常に薄いです。
- 回路抵抗を最小限に抑え、電流の流れを増やします。
- AC(交流)をDC(直流)に変換するのに便利です。
- 回路は、順方向にバイアスされると効率的な導体になります。
結論
フォワードバイアスとは何か、その定義と特徴を学びました。順バイアスでは、ダイオードは順方向に電流を流します。 PN 接合ダイオードの順方向バイアスにより、電流は p 型から n 型に流れます。順方向バイアスは、電流の流れが一貫して楽でなければならない場合に重要です。順方向にバイアスされた材料の抵抗は非常に低くなります。これらの特性により、ダイオード材料内の電子と正孔の流れが容易になるため、順バイアス材料は完全な導体になります。
