• ベストアンサー

ダイオードの順方向バイアスでの話

ダイオードの順方向バイアスにおいて、電圧を印加していった時に0.7Vぐらいで電流が指数関数的に増えその後、電圧を大きくしていくと、電流と比例するようになり、電流の大きさがあまり増えなくなることは、分かったのですが、この時ダイオード内部(フェルミエネルギー準位や、価電子帯の下端エネルギー準位、導電体の上端エネルギー準位、空乏層)では、どのようになってるのでしょか? もし、このことを「~~~効果」とか、そんな感じの名前がついてるのなら、それも教えてください。自分でも調べてみたいので… どうかお願いします

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • saikoro
  • ベストアンサー率57% (11/19)
回答No.3

> 金属ーp、nー金属 によって起こることでしょうか? いいえ、p型半導体、n型半導体自体ある抵抗率があるわけであり、これが支配的だと思います。ただご指摘のコンタクト抵抗ももちろん考えるべき寄生抵抗です。 > オーミック効果とかオーミック接触とか言うやつなんでしょうか? pn接合のダイオードの場合、p-メタル、n-メタルはオーミック接触にするのが普通です。半導体表面を荒らす(生成-再結合電流を利用)、半導体表面不純物濃度を濃くする(トンネル電流を利用)ことが具体的方法です。では理想的なオーミック接触は抵抗ゼロか?・・・ちょっと私にはわかりません。専門家の意見をききたいですね。

en-sato
質問者

お礼

ありがとうございました。 寄生抵抗>>接触のよる抵抗 と考えていくことにします。 接触のよる抵抗が寄生抵抗のどのくらいに値をもつか専門家の意見も待ちたいところですね。 本当に答えのほうありがとうございました。

その他の回答 (2)

  • saikoro
  • ベストアンサー率57% (11/19)
回答No.2

pn接合部の特性ではなく、pの部分またはnの部分あるいは配線等の内部抵抗によるものです。『ダイオード』と『内部抵抗』を掛け合わせて検索すればいろいろ見つかると思います

en-sato
質問者

お礼

ありがとうございます。 もしかしたら、このpや、nの部分に電極をつけるために 金属ーp、nー金属 によって起こることでしょうか?もしかしたら、このこと オーミック効果とかオーミック接触とか言うやつなんでしょうか?

noname#22689
noname#22689
回答No.1

>このことを「~~~効果」とか ツェナー ですか?

en-sato
質問者

お礼

たしかツェナーは降伏だったような感じがします。

関連するQ&A

  • 発光ダイオードについて教えてください

    1.低エネルギーでは、状態密度項に比例して、高エネルギーではボルツマン項に比例する式、図の載っている資料を教えて下さい。 2.レーザの場合、該当する式は、どうなるのでしょうか? 3.発光ダイオードを考えるとき、伝導帯Ec,価電子帯Ecの差である禁制帯幅Egと、光のエネルギーhωは、当然必要です。 擬フェルミ準位EFn,EFpの値は、何か使うことがあるのでしょうか? 擬フェルミ準位であるそれぞれのEFn,EFpの値が、伝導帯Ec,価電子帯Ecに近い程、電子やホールが多いので、多分、再結合割合は、増えそうですが、それを使って、光の放出割合等を計算するのでしょうか? ちなみに、擬フェルミ準位であるそれぞれのEFn,EFpの値が、伝導帯Ec,価電子帯Ecを、超えると、反転分布となって、レーザになるのですね。 光の放出割合は、np積に比例する。 np積を計算するには、擬フェルミ準位EFn,EFpの値が必要のはず。 電圧を上げたら、EFn,EFpの値が、伝導帯Ec,価電子帯Ecに近づくので、沢山、光子を放出する感じはする。 しかし、今見ている教科書には、詳しくは書かれてない。

  • リアクトル電流が慣流しているダイオードへの逆バイ…

    リアクトル電流が慣流しているダイオードへの逆バイアス D/Dコンバータ回路などでみられるように、トランジスタがOFFしている 期間に (トランジスタがONの期間に貯えられたエネルギーが放出されるために) リアクトル電流がダイオードの順方向電流として慣流している 場合があります。 このような場合に、ダイオードに逆バイアス電圧を印加すると 順方向電流はOFFするといわれています。 (D/Dコンバータ回路において、そうしたいということでは ありませんが) 下記、記事はD/Dコンバータ回路ではありませんが 逆バイアスを利用した例が図5にあります。 http://www.toshiba.co.jp/tech/review/2007/08/62_08pdf/f06.pdf#search='リカバリーアシスト' 質問は ダイオードへの逆バイアス電圧というだけなら2Vでも5Vでも いいわけですが、ダイオードに順方向に100Aのような 大電流が流れていた場合 感覚的に逆バイアス電圧の電流容量が問題になると思うのですが 理論的に説明できません。 ご教授ください。

  • pinダイオードについて

    pinダイオードに順バイアスを印加し続けると、バンド図はどのようになるのでしょうか?例えば、p層のポテンシャルは下がり続ける?そのため、順電流に応じて抵抗も変わると思っているのですが。 ちなみに普通のpnダイオードはキャリアがすぐに再結合するためポテンシャルはフラットになるとp層は下がらないという認識で正しいでしょうか?

  • ダイオード 逆方向

    シリコン、ゲルマニウムダイオードに逆方向電圧をかけたら、無視できるようなほんの微小の電流が電圧と比例的に流れたんですが、これはなぜですか?? ツェナ―効果ではないし、考えてもわかりません よろしくおねがいします。

  • ダイオードの空芝層での現象について

    PN接合ダイオードでは、P型にプラス、N型にマイナスの端子を接続すると、電流が流れるようになりますが、そこで疑問に思ったことがあったので質問させていただきます。 (1)P型とN型の接合面では電子とホールが対消滅して、空芝層という中性の領域が出来上がり、移動できる電荷がないため、つまり、キャリアがないため、電流が流れないと思うのですが、最初、電圧を印加しなくてもPN接合ダイオードを製造した時?P型とN型の半導体を接合した瞬間、電流は瞬間的に少し流れるんでしょうか?なぜなら、接合した瞬間は、P型とN型の電子、ホールが引かれ合って、接合面まで移動すると思ったからです。すぐに均衡が図られて電流は流れなくなるとは思いますが・・・・ (2)順バイアス電圧を印加すると電流が流れますが、そのとき、空芝層では絶えず対消滅が発生しているために、電流が流れるのですよね?ですが、電子とホールはそれぞれはダイオードの中心付近で対消滅するのだとしたら、電子は空芝層を通過しているわけではないということですよね。 つまり、N型の多数キャリアである電子はP型の層に到達して、さらに電池のプラス端子までは到達していないということですよね。ってことは、電流ってのは、導線のどこかの電子が動けば、流れるものなんでしょうか?自由電子は、接合面で消滅しているわけで、プラス端子までは移動していないのでこのような疑問を抱きました。 よく、電流の説明をしているアニメーションを見ると、マイナス端子から出て、プラス端子まで到達したときに、電流が流れるような感じになっています。 そこらへんが疑問に思います。 (3)逆バイアス電圧を印加すると、電流は流れなくなりますが、これは、プラス端子からホールが流れ込み、N型の電子がそれに引かれてダイオードの端の方まで引かれる。 マイナス端子の方も、電子が流れるために、P型のホールがそれに引かれて、同じく端に引かれるそのため、ダイオードの中心付近の電荷も端に寄って、結果として、中心付近には電荷がない状態(電荷の移動がない状態)となり、電流が流れなくなるんですよね? ですが、逆バイアス電圧を流した瞬間は、電荷がダイオードの端に移動するため、電荷の動きに時間的変化があるため、電流は一瞬流れると思うのですが、どうなのでしょうか? ちなみに、P型の端に寄せられた、ホールとマイナス端子からでてきた電子がダイオードと導線の接合付近で消滅して、ダイオードと導線の接合付近にも、空芝層ができることはないのでしょうか? 以上、長い質問ですが、回答よろしくお願いします。

  • 電流を流し続けた時のエネルギー準位の遷移とその限界

    他の所でも質問しましたが回答が寄せられなかったので、こちらでも質問させてください。 価電子帯の電子にエネルギーを与えて伝導帯へ励起させてあげる事で電子が自由電子として電流に寄与しますが、ではエネルギーを長い間与え続けてずっと電流を流し続けると、フェルミエネルギーはどこまで行くのですか?エネルギー準位(エネルギー帯)に限界はあるのでしょうか。 それとも長い時間電流を流す事が出来るのは、自由電子が導体中の不純物や格子欠陥などによって散乱されて、運動エネルギーを失う事でエネルギー準位が下がり、電圧などによってエネルギーを供給されて再び加速して上のエネルギー準位へ上がる...を繰り返しているからなのでしょうか。 はたまた大事な所を勘違いしてるだけでしょうか。どなたか御教授お願いします。

  • ダイオード

    1:pn接合ダイオードの傾斜接合型のダイオード因子(n)は何によって決定されているのですか? 2:傾斜接合の場合、ポワソンの方程式より空乏層幅(d)と空乏層の単位面積あたりの容量(C)の導き方を教えて下さい。 3:ダイオードに高周波の電流を印加すると、出力される電流の波形がひずむ理由を教えて下さい。 1つだけでもいいのでよろしくお願いします。

  • 定電圧ダイオードとは

    LEDなどの点灯のため、抵抗以外に定電圧ダイオードなるものを使用することがあるそうなのですが、定電圧ダイオードってどういうものなのでしょうか? いろいろ調べてみてはいるのですが、あるサイトでは電圧を安定にしてくれると書いてあったり、ウィキペディアではツェナー電圧を超えるとツェナー電圧分降圧すると書かれてあったりでよくわかりません。 一応私としては、例えばツェナー電圧が3Vの定電圧ダイオードがあったとして、その定電圧ダイオードに3.5Vを逆バイアスさせるとながれる電流の電圧が3Vになり(定電圧ダイオードが0.5V電圧を降圧させる)、2.4Vなどツェナー電圧に満たないものはそのまま降圧せずに電流を流すという風に解釈していますがどうなのでしょうか? また、定電圧ダイオードのツェナー電圧が3Vで、電源電圧が3V以上ならば、その先につなぐ負荷(定格3Vの機器など)の定格消費電流などにかかわらず、定電圧ダイオードは一定の電圧で電流を流し続けてくれるのでしょうか?わかりにくくてすいませんが、解答よろしくお願いします。

  • 可変容量ダイオードについて

    可変容量ダイオードについて、 逆バイアスを掛けると、空乏層によりコンデンサと同じ構造になるということは分かりましたが、 「逆バイアス」、つまり、「電流が流れない」のにもかかわらずにコンデンサの働きをするという意味が分かりません。 このとき普通のコンデンサと同じ働きをするといえるのでしょうか? また、バイアスをかけてないときや、拡散電位より小さい順バイアスを掛けている時も、空乏層は在るので、 高い電気容量Cが得られるとおもうのですが、 そもそも、下の図のように、コンデンサの両端の電圧が0や電荷Qと符号が逆なときは、コンデンサと言えるのでしょうか? そして、そのときも充電、放電を行えるのでしょうか?   -Q   +Q ----|   |------    + Vd - (Vdはダイオード両端の電位) よろしくお願いします。

  • ダイオードの特性

    ダイオードの電流-電圧特性の立ち上がりはexpだと思うのですが、 途中から抵抗と同じような電流-電圧特性になると思います。(バンド図等で考えて) そこで質問なんですが、指数から線形にかわる電圧というのは 約何ボルトなのでしょうか? 理由も教えてください