ダイオード（整流作用）とは？

ダイオード（整流作用）の意味

p形半導体とn形半導体を接合した2端子の電子部品で、順方向にだけ電流を流し逆方向には流さない整流作用をもつ。交流を直流に変える整流回路、逆流防止、電圧の基準づくり（定電圧ダイオード＝ツェナーダイオード）などに使われる。順方向でも電圧が一定値（シリコンでおよそ0.6〜0.7V）を超えないと流れ始めない点が特徴で、電流を光に変える発光ダイオード（LED）、光を電流に変えるフォトダイオードも同じ接合構造を応用したものである。

ダイオード（整流作用）の具体例

ACアダプタの内部では、4個のダイオードを組んだブリッジ整流回路で交流の負の半周期を折り返し、コンデンサで平滑して直流を作る。ダイオードを1個だけ使う半波整流では、負の半周期がまるごと捨てられるため効率が落ちる。

ダイオード（整流作用）は試験でどう引っ掛けられる？

他の受動部品との働きの取り違えが問われる。コイル（インダクタ）は電流の変化を妨げる、コンデンサは電荷をためて直流を通さない、抵抗器は電流を制限するのが働きで、いずれも整流作用はもたない。「電流を一方向にだけ流す」がダイオードの決め手である。

ダイオード（整流作用）と関連する用語

• 論理回路と半導体メモリ
• 半導体の微細化とムーアの法則
• MEMSセンサ

ダイオード（整流作用）が出た過去問

• 次の電子部品のうち、整流作用をもつ素子はどれか。

  正解：ダイオード

  要点：整流作用をもつのは一方向にだけ電流を流すダイオード

  整流作用とは、電流を一方向にだけ流し逆方向には流さない働きです。ダイオードはp形半導体とn形半導体を接合した素子で、順方向にだけ電流を通すため、交流を直流に変える整流回路に使われます。

  出典：令和4年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問21（IPA）

• 図1の電圧波形の信号を、図2の回路に入力したときの出力電圧の波形はどれか。ここで、ダイオードの順電圧は0Vであるとする。

  正解：0Vを底として正の半波（山）が現れ、山と山の間は0Vで平坦になる波形

  要点：接地側ダイオードは片方の極性を0Vに抑えるクリッパとして働く

  信号線と接地の間に接続されたダイオードは、一方の極性のときだけ導通して電圧を0Vに固定する。順電圧0Vという条件では、導通する側の半波が完全に0Vへ抑えられ、逆の極性の半波だけが抵抗を通して出力に現れる。したがって出力は片側の半波だけが残るクリップ波形になる。

  出典：令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問22（IPA）