定電圧ダイオード発生ノイズ用のコンデンサ容量

質問

定電圧ダイオードはアバランシェ現象（電子雪崩）を利用する素子であり、ノイズを発生します。その為、ノイズ除去を目的として定電圧ダイオードと並列にバイパスコンデンサが取り付けられます。ここで分からないのが、コンデンサ容量の決定方法です。どのような計算からコンデンサ容量は決められるのでしょうか？

回答No.1

anachrockt · ベストアンサー

計算したこと無いけど，付けてみてノイズが要求仕様以下だったらOKにしてます．
雑音はここの14ページに載ってます．
http://documentation.renesas.com/jpn/products/diode/rjj27g0009_zener.pdf
計算したかったら，データシートか実測で動作抵抗rdを求めて
http://documentation.renesas.com/jpn/products/diode/rjj03g0570_hz_l.pdf
並列容量Cから，等価雑音帯域fBが要求仕様を満足するようにしたらどうでしょう．
fB≒1/(4Crd)

ところで，定電圧ダイオードを基準電圧に使うんでしょうか？
最近では，基準電圧に使う人を見たこと有りません．
主な使用例は，サージ保護，過電圧保護等の保護用です．
基準電圧には，TL431のようなシャントレギュレータICが多いです．
http://focus.tij.co.jp/jp/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=697&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T
±1％程度なら無調整でいけるのが多用されている理由だと思います．価格も数円ですし．

お礼

いつも御回答ありがとうございます。アナログ回路は勉強を始めたばかりで分からない事ばかりですので、anachrocktさんの回答はとてもありがたいです。

「定電圧ダイオードを基準電圧に使用するか？」という事ですが、実は私自身はアナログ回路を設計しようとはしていません。あるメーカの電源回路の中身を理解したくて勉強していて、分からない事が有った時（というかほとんど分からない事だらけなのですが…）、質問させてもらっています。

ちなみにメーカの電源回路中では、定電圧ダイオードはコンパレータの電源電圧として利用されているようです。

等価雑音帯域をNETで調べると、「出力雑音と同じ大きさの雑音が得られる矩形状の仮想帯域幅」とのことで、それがfb=1/4Crdとの事ですから、コンデンサ容量を大きくすれば、雑音はカット出来るという事ですね。

あと、非常に低レベルな質問で申し訳ないのですが、定電圧ダイオードのカタログで、動作抵抗と測定条件電流の積がチェナー電圧と等しくならないのは何故なのでしょうか？

回答No.2

anachrockt

> 定電圧ダイオードのカタログで、動作抵抗と測定条件電流の積が
> チェナー電圧と等しくならないのは何故なのでしょうか？
ただの抵抗RだったらV=IRですが，提示した資料
http://documentation.renesas.com/jpn/products/diode/rjj27g0009_zener.pdf
1ページの図1.1 ツェナーダイオードの電圧―電流特性を見るとわかるように，ただの抵抗ではないからです．
ただの抵抗だったら，電圧電流特性は原点（0V，0mA）を通る一直線になり，図1.1の傾きの逆数がRになります．
7ページの図1.5 ツェナーダイオードの等価回路を見るとわかるように，等価回路は電圧源Vzと動作抵抗rdの直列接続で示されます．
動作抵抗rdは，測定条件電流近傍の微小変化Δiに対するツェナー電圧の微小変化Δvから
rd=Δv/Δi
で表されています．
測定条件電流I，その時のツェナー電圧Vziとすると，
Vzi=Vz+Ird
となります．

お礼

測定条件電流は電圧・電流の変化比率を計算する点なのですね。理解出来ました。カタログにしっかりと説明されているようですので、もう少し自分で調べるようにしないといけないですね。御回答ありがとうございました。

質問とは関係ない話なのですが、カタログの最初の部分に、ツェナー降伏現象と電子雪崩現象は異なるものとして説明してありますね。今まで、アバランシェ現象=電子雪崩現象=ツェナー降伏現象と何となく覚えてしまっていました。まだまだたくさん勉強しないといけないようです。