tvsダイオード・とは?初心者でもすぐ分かる基本と日常での活用ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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tvsダイオード・とは?初心者でもすぐ分かる基本と日常での活用ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
この記事を書いた人

高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


tvsダイオードとは何か

tvsダイオードは「過渡電圧保護用ダイオード」と呼ばれる半導体部品です。名前のとおり、電気が急に大きくなる過渡電圧から大切な電子回路を守る役割を持っています。家庭の家電やパソコンの電源、スマートフォンの充電器、車の電装品など、身の回りの電気機器の内部にも使われています。

通常のダイオードは電流を一方向に流すだけですが TVSダイオードは電圧の急上昇を感知するとすぐに導通します。これにより回路上の電圧を設定値より高くならないようにし、部品の破損を防ぎます。つまり過渡的な電圧の spike を吸収して回路を守る働きがあるのです。

TVSダイオードには2つのタイプがあり未方向(片方向)と双方向です。片方向は直流系の保護に向き、双方向は交流系の保護に適しています。用途に応じて適切なタイプを選ぶことが大切です。

使い方のポイント

電源入力や通信ポートの近くに並列に接続して配置します。回路の通常動作電圧より少し高い耐えられる電圧を Vr として選ぶと安全性が高まります。実際には Vr より上の電圧が一瞬だけかかっても機器を守るために Vclamp が重要な役割を果たします。

仕様の読み方

TVSダイオードの主な数値には Vr ブレークダウン電圧 Vbr クランプ電圧 Vclamp 最大パルス電流 Ip などがあります。Vr は通常動作電圧の許容範囲、Vbr は導通を始める電圧、Vclamp は過渡時の最大電圧、Ip は耐えられるパルス電流の大きさを示します。これらを組み合わせて回路に最適な部品を選びます。

種類と用途の違い

片方向の TVS ダイオードは直流系の保護に適しており、信号ラインや電源ラインの過渡保護に多く使われます。双方向の TVS ダイオードは交流信号の保護に向いており、AC アプリケーションやリレーのコイル保護などに利用されます。

選び方のポイント

回路の最大電圧と想定される最大パルス電流を確認し、それに見合う Vr Vbr Vclamp Ip を持つ製品を選びます。適切な容量を選ぶことで過電圧時の熱や応力を抑え、長く安定して使えるようになります。

設置のポイント

基本は電源ラインと地線の間に並列接続します。部品は目安として小型の表面実装タイプでも高い耐電力を持つものが増えていますが、実際の使用条件に合わせて選ぶことが大切です。

比較表

項目説明
Vr通常動作時に耐えられる電圧。回路の最大入力電圧より少しだけ高い値を選ぶのが基本。
Vbrブレークダウン電圧。実際に導通が始まる電圧の目安。
Vclamp過渡時のクランプ電圧。高すぎると器具が損傷することがある。
Ip最大パルス電流。これを超えるとダイオードが壊れる可能性がある。
用途入力保護や信号ライン保護など様々な場面に使われる。

まとめ

tvsダイオードは身近な電子機器を過渡電圧から守る重要な保護素子です。正しく選べば機器の故障を防ぎ、長く安全に使えるようになります。初めて扱う人はデータシートの用語を少しずつ覚え、回路設計の段階で適切な部品を選ぶと良いでしょう。


tvsダイオードの同意語

TVSダイオード
過渡電圧を抑制して回路を保護するダイオードの総称。サージと呼ばれる急激な電圧上昇を吸収・制限する用途で使われます。
過渡電圧抑制ダイオード
TVSダイオードの別名。過渡的な高電圧を抑制して、機器や回路を障害から守る役割を持ちます。
トランジェント電圧抑制ダイオード
同じく、過渡的な電圧を抑制することを目的としたダイオード。電源回路や入力部の保護に使用されます。
トランジェント電圧サプレッサーダイオード
過渡電圧を抑制・吸収する機能を持つダイオードの表現の一つ。別名として用いられます。
サージ抑制ダイオード
サージ(過渡的な高電圧)を抑制する目的のダイオード。
サージ保護ダイオード
雷サージなどの過電圧から回路を保護するためのダイオード。
過電圧保護ダイオード
過電圧を吸収・制限して機器を守る保護用ダイオード。
高速過渡保護ダイオード
高速な過渡電圧にも対応できる保護性能を強調する表現。

tvsダイオードの対義語・反対語

通常のダイオード
TVSダイオードが過渡電圧を抑制して回路を保護する機能を持つのに対し、通常のダイオードは過渡電圧保護機能を前提とせず、整流や信号処理などの用途で使われる一般的なダイオードです。
整流ダイオード
交流を直流に変換する用途のダイオードで、過渡電圧保護機能を主目的としない点がTVSダイオードと異なります
保護機能なしダイオード
過渡電圧のサージを吸収・抑制する保護機能を持たない、一般的なダイオードの総称です。
無保護ダイオード
過電圧から回路を守る機能を持たないダイオードのこと。TVSの対義語として使われる場合があります。
信号用ダイオード
微小電流・低電圧での信号処理用途が中心で、過電圧保護の機能は主要目的ではありません。
低耐圧ダイオード
耐えられる電圧が低い仕様のダイオードで、TVSの高耐圧・高クランプ機能とは異なる用途・仕様です。

tvsダイオードの共起語

ESD
静電気放電。人体や物体の静電気が回路に放電して過電圧を発生させる現象で、TVSダイオードはこの過電圧を吸収・分散します。
サージ
雷サージなどの過渡的な高電圧。TVSダイオードはサージをクランプして回路を保護します。
過電圧保護
回路が耐えられない電圧が印加されるのを防ぐための機能で、TVSダイオードの主な役割の一つです。
逆耐圧
逆方向に耐えられる最大電圧。TVSダイオードの使用電圧域を決定する重要な仕様です。
ブレークダウン電圧
ダイオードが導通を始める電圧。TVSはこの値を超えると大きく導通してクランプします。
作動電圧
保護を開始する目安となる電圧域。用途の範囲に合わせて選定します。
ピークパルス電流
パルス状の瞬間的な電流に対して耐えられる最大値。サージ時の保護強度を示します。
パルス耐量
パルス電流を一定時間耐えられる能力。TVS製品の信頼性指標です。
動作温度範囲
製品が正常に動作できる温度の範囲。車載・産業用途では広い範囲が求められます。
温度特性
温度変化によって動作電圧や応答速度がどう変わるかの特性。
静電容量
ダイオード自体の容量。容量が大きいと信号ラインに影響するため、用途に応じて低容量の品が選ばれます。
表面実装
基板の表面に取り付けるタイプのTVSダイオード。小型化・自動組み立てに適しています。
パッケージ規格(SMA/SMB/SMC)
SMA/SMB/SMCなどのパッケージ規格。サイズ・リード配置が異なります。
自動車用途
車載電源の過渡対策に特化した耐性・温度範囲を持つTVSダイオード。
IEC 61000規格類
ESD・サージ関連の国際規格に適合する製品が多く、用途に応じて規格適合が求められます。

tvsダイオードの関連用語

TVSダイオード
過渡電圧(サージ)から回路を保護する半導体デバイス。逆方向に電圧が上昇したときに急激に導通して、電圧を規定の範囲内に抑える。
ユニディレクショナルTVS
単方向のTVS。主に正方向の過渡を吸収するよう設計されており、正のサージ時に効果を発揮する特徴がある。
バイディレクショナルTVS
双方向のTVS。正負両方向の過渡を対処でき、対称的なクランプ特性を持つ。
アバランチダイオード
逆方向降伏領域で導通するダイオード。TVSの基本動作原理の一つとして用いられる。
ツェナー特性
ツェナー効果に基づく一定電圧での降伏特性。TVSはこの領域を活用して過渡を抑えることがある。
スタンドオフ電圧(VR)
通常動作で耐えられる最大電圧。VR以下ではほとんど導通せず、過渡が来てもすぐには動作しない設計指標。
逆方向降伏電圧(VBR)
逆方向で導通を開始する電圧。過渡がこの値を超えると保護が動作し始める。
クランプ電圧(VC)
サージ時に回路側で現れる最大電圧。回路の許容電圧を超えないように設計・選定する指標。
ピークパルス電流(IPP)
過渡時にダイオードが連続的に耐える最大電流量。
ピークパルス電力(PPP)
過渡時にダイオードが受け止められる最大パワー。
静電容量(C)
データラインなどの高周波特性に影響する容量。低容量タイプは高速信号に適している。
低容量TVS
データライン保護など、容量を抑えたタイプ。信号品質を維持しやすい。
高速信号向け低容量TVS
高速通信や高周波用途で特に低容量設計が重要なTVS。
ESD保護
静電気放電(ESD)から回路を守る機能。小型端子や入力部で用いられる。
サージ保護
雷サージや電源異常時の過渡電圧から回路を守る保護機能全般。
データライン保護
USB・HDMI・CAN・Ethernetなどの信号線を過渡から守る用途のTVS。
電源ライン保護
DC入力や電源ラインの過渡を抑える用途のTVS。
自動車用途
車載機器向けの広温度範囲・高信頼性が求められるTVS。耐振・耐熱性が重視される。
AEC-Q100/AEC-Q101/AEC-Q200
自動車部品向けの信頼性規格。TVSは車載用途でこれらの適合を求められることが多い。
データシートの主要パラメータ
VR、VBR、VC、IPP、PPP、C(静電容量)など、選定時に確認するべき値が記載される。
パッケージ規格
実装形状の規格。代表例として DO-214AA(SMA)、DO-214AB(SMB)、DO-214AC(SMC)などがある。
温度範囲
動作温度範囲と保存温度範囲。商用品は概ね -40°C〜85°C、車載品は -40°C〜125°C など幅広い。
用途例
スマートフォンの充電器、USB機器、CANバス・Ethernet の保護、車載ECU、家電など、過渡保護が必要な場面で活用される。

tvsダイオードのおすすめ参考サイト


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