ダイオードの静電容量について

質問

こんばんは、どなたかダイオードの静電容量の測定方法を教えて頂け無いでしょうか？ダイオードの正方向からの通電は、そのまま問題無いのですが逆方向からの通電は電流の流れを止める為、コンデンサーとして見ることができると思います。この時の静電容量が問題と成っておると考えられるためです。仕様上の電圧は３３０V電流値は９２５A周波数は２４０Hzに成ります。どなたか御教示の程宜しく御願いいたします。

回答No.3

foobar · ベストアンサー

容量測定の電源
それほど大容量の電源は必要ないので、
300Vくらいの実験用直流電源（15cm*20cm*30cmくらいの寸法のがあります）とファンクションジェネレータの組み合わせで試験できると思います。
重畳する交流電圧は、電流にのっている交流成分が観測できればいいので、それほど高い電圧は必要ではないかと思います。
(周波数が240Hzからずれてもいいなら、商用電源を単相全波整流あるいは三相電源を整流した電圧を使って評価することもできるかもしれません。ちょっと結果の処理を考える必要がありますが）

分担電圧の均一化
静電容量以外に、ダイオードの逆電流（もれ電流）のばらつきも分担電圧のばらつきにつながるかと思います。
ダイオードと並列に外部抵抗や外部コンデンサを繋いで、電圧分担の均等化をすることもあるようです。

補足

御教示ありがとうございます。
単相半波整流電源を使い何とか評価出来そうです。
オシロスコープで観測しながら、ピーク電圧と平均電圧を測定し、
ピーク電圧／平均電圧で計算した％の同じ％同士を組み合わせることで
上手くいきそうです。直接のCは測定することは出来ませんでしたが、
この計算方法で何とかなりそうです。
漏れ電流も測定しておりましたが、殆ど流れてはおりませんでした。
（マイクロAレベルは測定不可能です）
ただ、個々に計測するのは大変なので、今後は逆絶縁測定との
相対関係を調べて計測方法を簡素化する必要性が有るかと思います。

別の回路構成では、スパイク電圧を抑制するためダイオードと並列に
コンデンサーを入れる事が有ります。
（コンデンサーに電流成分を抑制するため、コンデンサーと直列に高抵抗を入れる時も有ります）
が、この回路構成では上手く分担電圧が測定することが不可能でした。

回答No.5

tadys

容量の影響もありますが、逆方向のリーク電流のバラつきが問題です。
リークの少ないダイオードにより大きな電圧がかかります。

アバランシェ型のダイオードにすればバランス抵抗なしで直列に出来ますが、
要求に合ったダイオードが入手可能かは知りません。

参考URL：

http://www.indexpro.co.jp/search/search-ctg.asp?dcode=100623

回答No.4

ringouri

結局、特性の揃ったダイオードを２つ組み合わせて使用するという事かと思いますが、個々のダイオードの特性をすべて測定して似たようなものを組にする選別作業は時間もかかりますし、コストもアップし大変だと感じます。

通常は、他の回答者も指摘しておられる通り、各ダイオードに並列に抵抗（この場合ですと100kΩ程度）を接続して逆方向の耐圧分担を均一化するという回路構成にして、ダイオードの特性のバラツキの影響を減らし、部品選別を避けるようにします。

お礼

御回答ありがとうございます。
確かに、ダイオードのバラツキを減らす回路を組み込むのが
一番の安上がりに成るのは、今回の測定結果からも明らかなのですが
現状の回路には入る隙間が無い状態にあります。
設計変更で御客様の承認も獲ることも、ほぼ不可能な状態です。
（設計変更の提案は、設計者に上記の理由で却下されました）
ですが、回路構成上に入る隙間を作るよう検討提案を
していきたいと思います。

回答No.2

tadys

ダイオードの静電容量を測定するのであれば高抵抗（数Ｋ～数百ＫΩ）の
抵抗を介して電圧を加え、Ｃメータとの間に直流阻止用のコンデンサを入れて
測定すれば測定できます。

＞静電容量が問題と成って
商用電源（５０～６０Ｈｚ）用のダイオードを高周波の整流に使おうとしているのであれば
静電容量よりは逆回復時間のほうが問題でしょう。
高周波の整流には高周波用のダイオードを使う必要があります。

補足

御回答有り難うございます。印加する電源はACでしょうかDCでしょうか？それと、質問時に書き足らなかったのですが使用する条件を正確に記述するとパワーダイオード２個を直列接続し整流した波形をオシロスコープで測定したときに分担電圧が上手く分布して出てこないのです。で、出来れば個々のダイオードに出てくる分担電圧が同じくらいに出て来て欲しいのですが、（極端な例では、あるダイオードでは電圧Oでもう片方は330Vそのまま出てます）で、分担電圧を上手く分布させるにはするには、ダイオードの静電容量が問題と指摘があり、その方法を質問した次第です。

回答No.1

foobar

・直流３３０V に２４０Hzの交流が重畳した電圧を作ります。（直流電流はほとんど流れないので、330Vの直流電源に直列抵抗を入れた回路、と、２４０Hｚの発振器に直列にコンデンサをいれた回路、を並列接続、でもOKかと思います。）これをダイオードが逆バイアスになるように印加します。
・ダイオードの接地電位側に直列に抵抗を入れて、電流を測定します。

印加電圧と流れる電流の交流成分（と周波数）から、静電容量が評価できます。

補足

早速回答有り難うございます。私の所には、MGセットしかなく御教示頂いた回路を構成する事は不可能みたいです。直流安定化電源は有るのですがパルス発生器が有りません。MGセットでは、直流発電機に交流電源を繋げることは、減磁するので不可能だそです。