それらの電気的特性に応じて、材料は導体として分類されます。半導体、および絶縁体。導体は電気を通しやすい素材です。対照的に、電気を通さない材料は絶縁体に分類されます。半導体材料の特性は、導体と絶縁体の間にあります。研究者は、絶縁体を扱っているときに、一定量の電気が絶縁体に印加されると、絶縁体の材料を導体として動作させることができることを観察しました。この現象はブレークダウンと呼ばれ、これが発生する最小電圧はブレークダウン電圧として知られています。これらの電圧レベルは、材料ごとに異なり、それらの物理的特性にも依存します。

絶縁破壊電圧とは何ですか？

絶縁破壊電圧は、絶縁体材料の特性です。絶縁体が導体として動作し始め、電気を伝導する最小電圧レベルは、「絶縁破壊電圧」と呼ばれます。これは、材料の絶縁耐力とも呼ばれます。

の伝導電気材料に可動電荷がある場合にのみ可能です。絶縁体には無料の移動電荷がないため、電気を通すことができません。絶縁体に電位差がかかると、電気を通しません。

印加された電位差の値が特定のレベルを超えて増加すると、いくつかの電子対が破壊され、イオン化プロセスが材料で開始されます。これにより、自由な可動電子が形成されます。これらの可動電荷は、正の端から負の端に向かって移動し始め、電気の流れを引き起こします。

したがって、絶縁体は電気の伝導を開始し、導体として動作します。このプロセスは材料の電気的破壊として知られており、この現象が始まる最小電圧は「材料の破壊電圧」として知られています。この電圧レベルは、材料の組成、形状、サイズ、および電気接点間の材料の長さに応じて、さまざまなタイプの材料で異なります。メーカーから提供された材料の絶縁破壊電圧値は、通常、平均絶縁破壊電圧値です。

“赤外線カメラの作り方 ”

ダイオードの絶縁破壊電圧

ダイオードは半導体そしてそれらの電気的性質は導体と絶縁体のそれの間にあります。 A PN接合ダイオード P型とN型の材料を使用して形成されます。 PN接合ダイオードには、電荷キャリアの交換が行われるバンドギャップが含まれています。順方向バイアスが印加されると、電流が順方向に流れ、導通が発生します。逆バイアスが適用されている場合、導通は発生しません。しかし、少数の電荷キャリアが存在するため、リーク電流と呼ばれる小さな逆電流がダイオードを流れます。

逆電流が流れるため、接合バリアの幅が広がります。この印加された逆バイアス電圧がある時点で徐々に増加すると、逆電流の急激な増加が観察されます。これはジャンクションブレークダウンとして知られています。この時点で対応する印加逆電圧は、 PN接合ダイオードの絶縁破壊電圧 。これは、 逆絶縁破壊電圧 。

“DCモーター電機子巻線図 ”

逆バイアス-PN接合-ダイオード

ダイオードのブレークダウン電圧を決定するための重要な要素は、そのドーピング濃度です。この電圧レベルを超えると、ダイオードのリーク電流が指数関数的に増加します。ダイオードが故障すると、過熱が観察されます。したがって、逆電圧で動作する場合は、ヒートシンクと外部抵抗が使用されます。

ツェナーダイオードの絶縁破壊電圧

ツェナーダイオードは、の基本的な構成要素として使用されます電子回路。これらは、電子回路に基準電圧を供給するために広く使用されています。これらは、ダイオードのブレークダウン領域で動作するように設計されています。

ツェナーダイオードは、逆バイアス領域で確実に動作できる重度のダイオードです。ここでは、ツェナー効果により故障が発生します。逆バイアスされた電界がツェナー効果で P-Nダイオードが増加すると、価電子の伝導帯へのトンネリングが起こります。これにより、少数電荷キャリアが増加し、それによって逆電流が増加します。この現象はツェナー効果として知られており、この現象が始まる最小電圧は次のように知られています。ツェナーの内訳電圧。

アバランシェブレークダウン

軽くドープされたダイオードでは、アバランシェ効果によりブレークダウンが発生します。ここアバランチ効果では、電界の増加によりダイオードが逆バイアスで動作すると、少数の電荷キャリアが運動エネルギーを獲得して電子正孔対と衝突し、それによって共有結合が切断され、新しい移動電荷キャリアが作成されます。少数電荷キャリアの数のこの増加は、逆電流の増加につながり、故障を引き起こします。ここで、絶縁破壊電圧は次のように知られています。 アバランシェ降伏電圧 。

ツェナーダイオードの内訳

“ブリッジ整流器の配線方法 ”

一般的に入手可能な絶縁破壊電圧ツェナーダイオード 1.2Vから200Vの間で変化します。ツェナーダイオードは制御されたブレークダウンを示し、電流を制限するための外部回路を必要としません。アバランシェ降伏のあるダイオードのV-I特性は徐々に増加しますが、ツェナー降伏のあるダイオードの場合、V-I特性は鋭くなります。