ファストリカバリダイオードの特徴と使い方

ファストリカバリダイオードとは、オンからオフに切り替わるまでの時間(逆回復時間)が短くなる対策を施したダイオードです。

数百kHzまでのスイッチング回路に使うことができます。

逆回復時間とは

逆回復時間とは、ダイオードがオンの状態から完全にオフになるまでの時間です。

逆回復時間

順方向に電圧を印加している状態から瞬間的に逆バイアス状態にした場合、素子内に蓄積した少数キャリアが再結合し、空乏層が広がるまで逆方向に電流が流れることになります。

これを逆回復電流と呼びます。

逆回復時間

順方向電流が大きいほど反対側の層へ到達するキャリアが増えるため、逆回復時間、逆回復電流は大くなります。

ファストリカバリダイオードの構造

ファストリカバリダイオードは、逆回復時間を短くするためn型半導体内に不純物(キャリアトラップ)を設けています。

ファストリカバリダイオードの構造

キャリアトラップは、逆バイアス時にn型半導体からp型半導体へ移動するホールを捕まえます。
これにより逆回復時間を短くすることができますが、背反として順方向電圧が大きくなってしまいます。
不純物の濃度により逆回復時間を調整することができ、逆回復時間と順方向電圧はトレードオフの関係にあります。

ファストリカバリーダイオードの用途

ファストリカバリダイオードはPFCで使われます。

PFC回路

電流臨界モードで使う場合は逆バイアスがかかる直前の順方向電流が小さいため、逆回復時間より順方向電圧を優先することができます。
順方向電圧が小さいファストリカバリダイオードを選ぶことで、導通時の電力損失を小さくできるため電力変換効率を高めることができます。

臨界電流モード

電流連続モードの場合は順方向電流が大くなるため、逆回復時間が短いファストリカバリダイオードを選ぶ必要があります。
逆バイアス電圧と逆回復電流によって発生する電力損失を小さくし、電力変換効率の低下を防ぐのが目的です。

電流連続モード

この記事のキーワード

関連記事
ショットキーバリアダイオードの構造、特徴、用途

ショットキーバリアダイオードとは、モリブデンなどの金属と半導体との接合を利用したダイオードです。 Schottky Barrier Diodeの頭文字を取ってSBDと表記される場合もあります。 ショットキーバリアダイオードは順方向電圧が小さい、高速スイッチングが可能といった特徴を…

ツェナーダイオードの特性と用途

ツェナーダイオードとは、逆方向電圧(降伏電圧)を利用して定電圧を生成したり、電圧をクランプしてデバイスを保護するといった用途で使われるダイオードです。 一般のダイオードとは違い、逆方向(カソード⇒アノード)で使用するのが基本となります。 定電圧ダイオードという呼び方をされる場合も…

スイッチングダイオードの特徴と用途

スイッチングダイオードとは、スイッチング回路に使われるダイオードです。 ダイオードをオン・オフの切り替えで使うため、一般整流ダイオードより応答速度が速いのが特徴です。 一般的に使われるスイッチングダイオードとして、オンセミの1N4148が有名です。 ダイオードとは?仕組み、特性、…

フォトダイオードとは?使い方と動作原理

フォトダイオードとは、PN接合ダイオードの逆バイアス電流が光照射によって変化することを利用した光センサ素子の一つです。 フォトダイオードの用途は、光学ディスクのピックアップ、テレビなどのリモコン、照度計などがあります。 INDEXフォトダイオードの回路記号と等価回路フォトダイオー…

トライアックの動作原理と使い方

トライアックとは、ゲート電圧をトリガーとして順方向・逆方向どちらにも導通させることができる半導体スイッチです。 サイリスタを2つ逆方向に並列接続した構造で、直流だけでなく交流も扱えるようになっています。 ゼネラル・エレクトリック社が開発し、Triode AC Switchを略して…