初心者向け MOSFET ボディ ダイオード チュートリアル: 寄生ダイオードの世界を深く掘り下げる

エレクトロニクスの分野では、MOSFET (金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ) がユビキタスなコンポーネントとして登場し、その効率、スイッチング速度、制御性で有名です。ただし、MOSFET にはボディ ダイオードという固有の特性があり、これにより利点と潜在的な課題の両方がもたらされます。この初心者向けのチュートリアルでは、MOSFET ボディ ダイオードの世界を掘り下げ、その基礎、特性、実際のアプリケーションを探ります。

MOSFET ボディ ダイオードの発表

MOSFET ボディ ダイオードは、MOSFET の内部構造によって形成される固有の寄生ダイオードです。これはソース端子とドレイン端子の間に存在し、その方向は通常、MOSFET を流れる外部電流と反対です。

記号と特性を理解する

MOSFET ボディ ダイオードの記号は通常のダイオードに似ており、矢印は電流の方向を示しています。ボディ ダイオードは、いくつかの重要な特性を示します。

順方向電流: ボディ ダイオードは、標準のダイオードと同様に、順方向に電流を流すことができます。

逆電圧降伏: ボディ ダイオードには逆降伏電圧があり、それを超えると過剰に導通し、MOSFET に損傷を与える可能性があります。

逆回復時間: ボディ ダイオードが順方向導通から逆方向導通に切り替わるとき、その阻止能力を取り戻すには回復時間がかかります。

MOSFET ボディ ダイオードのアプリケーション

フリーホイーリング ダイオード: 誘導回路では、ボディ ダイオードがフリーホイーリング ダイオードとして機能し、MOSFET がオフになるときにインダクタの電流が減衰する経路を提供します。

逆電流保護: ボディ ダイオードは、特定の回路構成で発生する可能性のある逆電流による損傷から MOSFET を保護します。

電圧クランプ: 一部のアプリケーションでは、ボディ ダイオードを電圧クランプ、電圧スパイクの制限、敏感なコンポーネントの保護に利用できます。

実践例

DC モーター制御: DC モーター制御回路では、MOSFET がオフになったときに、ボディー ダイオードがモーターの誘導逆 EMF (起電力) によって引き起こされる損傷から MOSFET を保護します。

電源回路: 電源回路では、ボディ ダイオードがフリーホイール ダイオードとして機能し、MOSFET がオフになるときの過剰な電圧の蓄積を防ぎます。

スナバ回路: スナバ回路は、ボディ ダイオードを使用することが多く、MOSFET スイッチング時のエネルギーを散逸し、電圧スパイクを緩和し、MOSFET を保護し、回路の安定性を向上させるために使用されます。

結論

MOSFET ボディ ダイオードは見落とされがちですが、さまざまな電子回路で重要な役割を果たしています。それらの基本、特性、およびアプリケーションを理解することで、エンジニアや技術者は堅牢で信頼性の高い回路を設計できるようになります。ボディダイオードの影響を慎重に検討し、適切な回路設計手法を採用することで、電子システムの寿命と安定性を確保しながら、MOSFET の可能性を最大限に活用することができます。