2015年7月11日土曜日

ダイオードの直流特性と交流特性・高周波特性の違い


このグラフに、ショットキーダイオード BAT54 とシリコン・スイッチングダイオード1N4148の交流特性を横軸に周波数、縦軸に交流電圧の通過利得を示した。

このグラフから、交流では周波数が高くなるほどダイオードを貫通して良く信号を通過させる性質が見られる。例えば放送電波の周波数領域では殆ど減衰がなく交流信号が通過する。
スイッチングダイオードは、周波数の低い交流を通過させにくいが、周波数が上がると良く交流(電波)を通過させる
注目するべきダイオード特性として、ショットキーダイオードBAT54は、音声領域の低い周波数の低周波もよく通過させる性質が見られる。

教科書や専門書では、ダイオードの直流特性が最初に記載され、ダイオードが直流電流が一方通行であることを記述していることが多いが、交流特性、高周波特性について記述したものを見ることが無い。

ダイオードによる検波の説明でも、ダイオードの直流特性グラフが用いられ説明が行われてきている。
例えば、ゲルマニウムダイオードの電圧- 電流特性のグラフが示され、その電流が流れ始める電圧が、シリコンダイオードより低い電圧であるため、感度の良い検波が可能と説明されている。
この説明は本当に正しいのだろうか?

すなわち、ダイオードの検波動作、整流動作に関しては、交流電圧に対する交流電流を示すべきなのに、直流特性グラフを使って説明するという、謎を伴う説明がされてきている。

これは半導体では最も基礎的なダイオードを誤って説明している可能性が高いかもしれない。
もしかすると、こうした過去の教育や専門書が、様々な電気学習、設計の誤りを引き起こしているかもしれない。





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