Vol.21

これは、なんですか？

抵抗、コンデンサ、トランジスタ、ダイオード、ICぐらいまでは普通の部品だろう。コレを見たことが無かったら、モグリだ。いや、モグっても全然かまわないのだけど。中には、コンデンサそっくりの形の抵抗や、抵抗そっくりの形のコイルとかあって、それなりに電子工作に慣れてきても、「これはなんですか？」が出ることもある。「コンドームです、お使いになりますか？」とご返事申し上げるのがYMOファンの礼儀なのだけど、さすがに、最近はもうあまり聞かれないギャグになりつつある。MTM04で、リボンコントローラーを見た何人かに「コレはなんですか」といわれた。 もう、この辺まで、言葉が出てるんだけど、飲み込んで、「リボンコントローラーです、おつかいになりますか」と応える。誰一人として「マサカー」とは応えてはくれなかった。
それはともかく、ツェナダイオードは、電子工作の初心者はあまり使わない部品かもしれない。というか、温度に安定な別の部品や、この機能を生かした回路がまとめてICにまとめられてしまっている(3端子レギュレータなどは代表的)シーンのほうが多く、コレを単発で使うシーンは殆ど無いかもしれない。
コレを使うような回路に手がでるようになると、初心者は卒業かもしれない。
部品箱の中に転がっているダイオードのような物。なんだっけこれ。たしか、ツェナーダイオードだったはず....。この手の部品は小さいので、部品についているマークを見ても、なかなか諸元がわからない。とりあえず、ツェナダイオードだったはずだから、ツェナダイオードチェッカを通せば何Vの物なのかぐらいは分かるはずだ。Twitterで、chuckさんが、ツェナダイオードチェッカを公開されたので早速追試してみた。

ツェナーダイオード

今手元にあるツェナダイオード一体どんな物なんだろう。写真は、「ダイオードカーブトレーサの原理」というページで公開されているツエナーダイオードのカーブの写真。
オシロの画面は、使い方で色々な見方をしなければいけないのだけど、このカーブを表示させるような使い方の場合は、横が入力、縦が出力としたグラフとして見る。太い縦横の線がセンターで交差する十字は、縦横共に0V。1マスが2V（だと思う）。 たとえば、抵抗を入れると、入力に比例して、出力も同様に増えるので、センターの十字の真ん中を通る右上がりの直線が見られるはず。必ずセンターを通るけど、その線の傾きは接続する抵抗で変わるはずだ。抵抗が小さければ、傾きは小さく、抵抗が大きければ、その傾きは大きくなるはず。
さて、このカーブは抵抗の変わりにツェナダイオードは、クランクがみえる。入力が0V以下のときは、-0.6V程度に垂直の線が見える。だって、ダイオードだもん、逆には電気が流れない。ホボ無限大の抵抗値を示してるといえる。
問題は、0Vから8.2Vぐらいまでの間。0Vから8.2Vの間は線が水平になっているので、抵抗値が殆どなく、ショートも同然。素通し。で問題の8.2Vポイント。ここでカーブはいきなり垂直の絶壁となり、殆ど電気は流れない状態になる。
まとめてみよう。
ツェナダイオードには、普通のダイオード同様、2つの端子があり、それぞれカソード（三角がついて房のマークがある方）とアノード(3画の底辺の側）という。ダイオードなので、カソードのほうが電位が低い時だけ電気がながれ、高ければ、逆バイアスになって電気は流れない。これが、ダイオードのスイッチング動作の基本。普通のダイオードとツエナダイオードが違うのは、逆バイアス方向には殆ど流れないはずの電気が、一定の電圧までは、ショートも同然状態でちゃんと電気が流れること。この一定の電圧がツェナ電圧。
チェックポイントは、何度も書いているけど、ショート同然になる点。普通に電池をつなげると、電池は可能な限りの電流を流す。半導体としての規格を超えた電流が流れれば、ツェナダイオードは壊れる。ツエナを使うときは、電流制限のための抵抗を入れるのが必須。
このほか、ツェナダイオードの使い方がNECのページに詳しく解説されている

http://www.necel.com/faq/ja/f_diode.html

記事内の「８．２Vのツェナー・ダイオードの波形」の写真は、ダイオードカーブトレーサの原理より、転用させていただきました。

ツェナダイオード電圧チェッカ

chuckさんが、Twitterで、ツェナダイオードチェッカのコアを組み立ててみたとつぶやかれたのを見て、ああ、いいな、手持ちのDVM(DigitalVoltageMeter、要するにデジタルテスター)に繋げて使う、アダプタとして仕上げてください、追試させてくださいとお願いしたところ、早速対応くださった。オリジナルは、006pをDC/DCコンバーターモジュールに入れて+/-15Vを得て動作させる形。
なんか、箱にすっぽり収まった姿が頭をよぎり、つい、006pでとリクエストしてしまったが、外に持っていって使うわけではないし、自分のラボで使う前提だったら、+/-15Vの実験用電源はいつでも使えるのだから、電源部分は省略しても良かった。ちょっと失敗。
一方、以前実験で使ったきり、「いつかなんかに使おうと」、放置されてたLTC1144Nが目に付いた。ので、コレを使って、氏のオリジナルの回路を書き換えてみた。006Pではなく、15VのACアダプタを使う。
電流の切り替えスイッチは「ブレイクビフォーメイク」というスイッチが切り替わるとき隣の端子とショートしないタイプを選ばないと、切り替え時に、思いがけない電流が流れる可能性がある。