ダイオードのメーターチェック

ダイオード極性の機能

ダイオードの極性（カソード対アノード）と基本的な機能を決定できることは、電子機器の愛好家や技術者にとって非常に重要なスキルです。ダイオードは本質的に電気の逆止弁にすぎないことがわかっているので、下の図のようにDC（バッテリー駆動）抵抗計を使用してその一方向の性質を確認できるはずです。ダイオードを一方向に接続すると、メーターは（a）で非常に低い抵抗を示すはずです。ダイオードの両端を逆に接続すると、（b）で非常に高い抵抗を示すはずです（一部のデジタルメーターモデルでは「OL」）。

ダイオードの極性の決定：（a）低抵抗は順方向バイアスを示し、黒のリードはカソードで赤のリードアノード（ほとんどのメーター）（b）逆方向のリードは逆方向のバイアスを示す高抵抗を示します。

ダイオードの極性を決定しますか？

マルチメータの使用

もちろん、ダイオードのどちらの端がカソードでどちらがアノードであるかを判断するには、メーターのどのテストリードが「抵抗」または「抵抗」に設定されたときに正（+）と負（-）であるかを確実に知る必要があります。 「Ω」機能。私が見たほとんどのデジタルマルチメータでは、標準的な電子機器のカラーコード規則に従って、抵抗を測定するように設定すると、赤いリード線が正になり、黒いリード線が負になります。ただし、これはすべてのメーターで保証されているわけではありません。たとえば、多くのアナログマルチメータは、「抵抗」機能に切り替えると、実際には黒のリード線が正（+）になり、赤のリード線が負（-）になります。これは、その方法で製造する方が簡単だからです。

オームを使用したダイオードのテストの問題 メーター

抵抗計を使用してダイオードをチェックする際の問題の1つは、得られた読み取り値が定性的な値のみであり、定量的な値ではないことです。言い換えれば、抵抗計はダイオードがどちらの方向に導通するかを示すだけです。導通中に得られる低い値の抵抗表示は役に立ちません。

ダイオードを順方向にバイアスしているときに抵抗計が「1.73オーム」の値を示した場合、その1.73Ωの数値は、技術者または回路設計者として役立つ実際の量を表すものではありません。これは、ダイオード自体の半導体材料の順方向電圧降下や「バルク」抵抗を表すものではなく、両方の量に依存する数値であり、読み取りに使用される特定の抵抗計によって大幅に異なります。

デジタルマルチメータのダイオードチェック s

このため、一部のデジタルマルチメータメーカーは、オーム単位の「抵抗」値ではなく、ボルト単位でダイオードの実際の順方向電圧降下を表示する特別な「ダイオードチェック」機能をメータに装備しています。これらのメーターは、ダイオードに小電流を流し、2本のテストリード間で降下する電圧を測定することで機能します。 （下の図）

「ダイオードチェック」機能を備えたメーターは、低抵抗ではなく、0.548ボルトの順方向電圧降下を表示します。

ダイオード順方向電圧 s このようなメーターで得られる順方向電圧の読み取り値は、メーターによって提供される電流がわずかな比率であるため、通常、シリコンの場合は0.7ボルト、ゲルマニウムの場合は0.3ボルトの「通常の」降下よりも小さくなります。

ダイオードチェック機能の代替手段 ダイオードチェック機能付きのマルチメータが利用できない場合、または自明でない電流でのダイオードの順方向電圧降下を測定したい場合は、下の図の回路は、バッテリ、抵抗、および電圧計を使用して構築できます。

「ダイオードチェック」メーター機能なしでのダイオードの順方向電圧の測定：（a）回路図。 （b）図。

ダイオードをこのテスト回路に逆方向に接続すると、電圧計がバッテリーの全電圧を示します。

この回路が順方向電圧降下の変化にもかかわらずダイオードに一定またはほぼ一定の電流を供給するように設計されている場合、温度測定機器の基礎として使用できます。ダイオードの両端で測定される電圧は、ダイオードの接合部温度に反比例します。 。もちろん、温度測定を妨げる自己発熱（ダイオードがかなりの量の熱エネルギーを放散する）を避けるために、ダイオード電流を最小限に抑える必要があります。

マルチメットでの考慮事項 ers

「ダイオードチェック」機能を備えた一部のデジタルマルチメータは、通常の「抵抗」（Ω）機能に設定すると、非常に低いテスト電圧（0.3ボルト未満）を出力する場合があることに注意してください。PNの空乏領域を完全に折りたたむには低すぎます。ジャンクション。

ここでの哲学は、「ダイオードチェック」機能は半導体デバイスのテストに使用され、「抵抗」機能はその他の機能に使用されるというものです。抵抗を測定するために非常に低いテスト電圧を使用することにより、半導体部品の接合部がそのような低い電圧で順方向にバイアスされることがないため、技術者は半導体部品に接続された非半導体部品の抵抗を測定するのが簡単です。

テストの例 e

並列に接続され、プリント回路基板（PCB）の所定の位置にはんだ付けされた抵抗とダイオードの例を考えてみます。通常、抵抗を測定する前に、回路から抵抗をはんだ付け解除する（他のすべてのコンポーネントから抵抗を切り離す）必要があります。そうしないと、並列接続されたコンポーネントが得られる読み取り値に影響します。 「抵抗」機能モードでプローブに非常に低いテスト電圧を出力するマルチメータを使用する場合、ダイオードのPN接合には、順方向にバイアスされるのに十分な電圧が印加されず、無視できる電流しか流れません。その結果、メーターはダイオードをオープン（導通なし）として「認識」し、抵抗の抵抗のみを記録します。 （下の図）

低いテスト電圧（<0.7 V）を備えた抵抗計は、並列抵抗を測定できるようにするダイオードを認識しません。

このような抵抗計を使用してダイオードをテストした場合、「正しい」（順方向にバイアスされた）方向でダイオードに接続されていても、非常に高い抵抗（数メガオーム）を示します。 （下の図）

低いテスト電圧を備えた抵抗計は、ダイオードを順方向にバイアスするには低すぎますが、ダイオードは見えません。

通常のダイオードのPIVを超​​えると通常はダイオードが破壊されるため、ダイオードの逆電圧強度はそれほど簡単にはテストされません。ただし、損傷することなく逆バイアスモードで「故障」するように設計された特殊なタイプのダイオード（ツェナーダイオードと呼ばれます） ）、同じ電圧源/抵抗/電圧計回路でテストされます。ただし、電圧源がダイオードをブレークダウン領域に強制するのに十分な値であることが条件です。このテーマについては、この章の後のセクションで詳しく説明します。

レビュー：

• オーム計を使用して、ダイオードの機能を定性的にチェックできます。一方の方法で測定された低抵抗と、もう一方の方法で測定された非常に高い抵抗があるはずです。この目的で抵抗計を使用するときは、どのテストリードが正でどちらが負であるかを確認してください。メーターの特定の設計によっては、実際の極性がリードの色に従わない場合があります。
• 一部のマルチメータは、導通電流時にダイオードの実際の順方向電圧を表示する「ダイオードチェック」機能を提供します。このようなメーターは通常、チェック中に使用される電流が非常に少ないため、ダイオードの「公称」よりもわずかに低い順方向電圧を示します。

関連するワークシート：

• 基本的なオシロスコープ操作ワークシート