D + R
電流の一方通行ゲート
ダイオードを反転して極性を学ぼう。
- D + R · ダイオード
- Diode / anode / cathode. ダイオードは主に一方向に電流を通します。Dはダイオード、Rは電流制限抵抗。記号の棒側がカソード、反対側がアノードです。
実験台
回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。
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電流の一方通行ゲート
順方向電圧は0.7 V固定。逆方向漏れ、降伏、温度は再現しません。
順方向電流は(5 − 0.7)/R。逆向きではモデルの電流はゼロです。V(D)はアノードからカソードへの電圧なので逆方向で負になります。実物には逆耐圧があります。
難易度
組み立て · 電流の一方通行ゲート
R = 1000 Ω、順方向で電源を入れ、4.30 mAを確認しよう。
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R = 1000 Ω
探究 · 電流の一方通行ゲート
電源を入れたまま反転し、電流ゼロを確認しよう。
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I = 0 mA
自力で解く · 電流の一方通行ゲート
順方向へ戻し、9〜11 mAに調整しよう。
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R = 430 Ω → 10 mA
追加の読み物と回路レシピ
電流の一方通行ゲート
0.7 Vはモデルであり魔法のスイッチではない
シミュレーターは順方向電圧降下を0.7 Vに固定します。実際は電流、温度、構造によって連続的に変わります。0.7 Vを全てのダイオードに共通の正確な動作開始電圧と考えないでください。
逆向きなら壊れないわけではない
モデルの逆方向電流はゼロです。実物には微小な漏れがあり、逆電圧の限界を超えると降伏することがあります。降伏とは逆方向電流の大幅な増加です。許容条件は部品のデータシートで確認します。
順方向でRを1000 Ωから500 Ωにすると?
- 電流が半分になる
- 電流が2倍になる
- 変わらない
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抵抗には5 − 0.7 = 4.3 Vが残ります。抵抗が半分なので電流は4.3 mAから8.6 mAへ2倍になります。
反転前に予想する
R = 500 Ωで電源を入れます。予想してからダイオードを反転すると、このモデルでは0 mAになります。順方向に戻し約8.60 mAを確認します。