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ダイオードは、外部電圧源の正極端子が n 型材料に接続され、負極端子が p 型材料に接続されている場合に逆バイアスされます。この構成は、ダイオードを流れる電流の自然な方向と反対になり、空乏領域の幅とバリア電位が効果的に増加します。逆方向バイアス状態では、主に少数電荷キャリアによる最小限の漏れ電流が発生します。この漏れは、逆電圧が標準室内条件での熱電圧を超えると顕著になり、電流電圧 (I-V) 応答曲線が平坦化します。順方向バイアスで観察される指数関数的な電流増加とは異なり、逆方向バイアスでの増加は無視できます。

ただし、実際には、ダイオードの逆電流は予測される飽和電流を超えることがよくあります。たとえば、フェムトアンペアレベルの逆飽和電流を持つ小信号用に設計されたダイオードは、ナノアンペアレベルの逆電流を示す場合があります。この逆電流は逆電圧とともにわずかに増加しますが、これらの変化は I-V 曲線に顕著な影響を与えるには小さすぎます。この逆電流は、ダイオード接合部の物理的寸法に応じて、接合部内の熱キャリア生成に起因します。

印加された逆電圧が、各ダイオード固有のブレークダウン電圧と呼ばれる臨界しきい値に達すると、逆電流が急激に増加します。I-V 曲線の屈曲部で表されるこの現象は、最小限の電圧増加で大幅な電流上昇を意味します。

Figure 1

電流が安全動作領域 (通常はデータシートの最大電力消費容量によって定義されます) 内に留まる限り、ダイオードのブレークダウンは本質的に損傷を及ぼさないことを認識することが重要です。潜在的な損傷を防ぐには、逆電流を安全なレベルに制限するように設計された外部回路が必要です。電圧調整のためにブレークダウン領域内で機能するように設計されたツェナーダイオードは、これらの条件下で安全に動作するダイオードの例です。

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DiodeReverse BiasDepletion RegionBarrier PotentialLeakage CurrentMinority Charge CarriersThermal VoltageCurrent voltage I V Response CurveReverse Saturation CurrentThermal Carrier GenerationBreakdown VoltageZener DiodesVoltage Regulation

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