ダイオードは小さな部品に見えますが、選び方を間違えると不思議なトラブルにつながりやすい部品です。

たとえば：

• 低周波整流で 1N4007 を使ったら問題なく動く
• 高周波スイッチング電源で普通の整流ダイオードを使うと、効率や発熱が問題になる
• 低電圧大電流の場面でショットキーを考慮しないと、電圧降下で無駄に電力を失う
• インターフェースが静電気やサージでよく壊れるのに、TVS を入れていない

そのためダイオード選定では、「導通できるか」だけを見てはいけません。周波数、電流、電圧、順方向電圧降下、回復速度、保護要件も見る必要があります。

以下では、よく使う 6 種類のダイオードについて、簡単な判断の流れを整理します。

1. 汎用ダイオード

汎用ダイオードは、最も一般的で安価な種類のダイオードです。

向いている場面は次の通りです。

• 周波数が高くない
• 効率要求が高くない
• スイッチング速度要求が高くない
• コストを抑えたい
• 通常の一方向導通または低周波整流だけが必要

代表例は 1N4007 のような普通の整流ダイオードです。

50 Hz の商用周波数整流や、低速・低コストの回路であれば、汎用ダイオードで足りることが多いです。
安価で入手しやすく、仕様の幅も広いのが利点です。一方で速度は遅く、電圧降下や逆回復特性は高周波用途に向きません。

簡単に言えば、低周波、低コスト、とりあえず使えればよい場面では、まず汎用ダイオードを見ます。

2. ファストリカバリダイオード

ファストリカバリダイオードのポイントは「回復速度」です。

普通のダイオードは、順方向導通から逆方向阻止へ切り替わるときに、瞬時に完全オフになるわけではありません。逆回復の過程があります。低周波では目立ちませんが、高周波回路では損失、発熱、波形の問題につながります。

ファストリカバリダイオードは次の場面に向いています。

• スイッチング電源
• モータードライバ
• インバータ
• 高周波整流
• 高周波・高電圧のスイッチング経路

回路周波数が商用周波数より明らかに高い場合、またはダイオードが高速スイッチング経路にある場合は、普通の整流ダイオードで代用しないほうがよいです。

簡単に言えば、高周波、高電圧、高速スイッチングでは、まずファストリカバリダイオードを見ます。

3. ショットキーダイオード

ショットキーダイオードの特徴は、順方向電圧降下が低く、スイッチングが速いことです。

普通のシリコンダイオードの順方向電圧降下は 0.7V 前後がよくありますが、ショットキーダイオードは通常もっと低くなります。低電圧大電流の場面では、この差がそのまま発熱と損失の低減につながります。

ショットキーダイオードは次の場面に向いています。

• 低電圧電源
• 大電流整流
• DC-DC コンバーター出力
• 効率を上げたい回路
• 逆接続保護や OR-ing 回路

ただし欠点にも注意が必要です。逆方向漏れ電流は一般に大きく、耐圧は高耐圧整流ダイオードほど高くないことが多いです。
「電圧降下が低い」だけで無条件に使わず、逆方向耐圧と温度時の漏れ電流も確認します。

簡単に言えば、低電圧、大電流、効率重視なら、まずショットキーダイオードを見ます。

4. ツェナーダイオード

ツェナーダイオードは、通常の一方向導通を主目的にしたものではなく、電圧をある値付近に制限または安定させるために使います。

よく使う場面は次の通りです。

• 簡易基準電圧を作る
• あるノードをクランプ保護する
• 入力電圧範囲を制限する
• 簡単な過電圧保護
• 小電流の電圧安定化

たとえば、ある信号ノードが特定の電圧を超えないようにしたい場合、ツェナーダイオードでクランプできます。
簡単な基準電圧が必要なだけなら、ツェナーダイオードと電流制限抵抗で実現できる場合もあります。

ただしツェナーダイオードは万能なレギュレーターではありません。精度、温度ドリフト、ノイズ、消費電力を考慮する必要があります。電流変動が大きい場合や精度要求が高い場合は、専用のレギュレーターや基準電圧源を検討します。

簡単に言えば、電圧安定、基準電圧、ノードクランプが必要なら、まずツェナーダイオードを見ます。

5. 発光ダイオード

発光ダイオード、つまり LED です。

用途は分かりやすいです。

• 電源状態の表示
• 信号状態の表示
• 簡単な表示
• 照明やバックライト

LED を選ぶときは、色だけを見てはいけません。次の項目も確認します。

• 順方向電圧
• 順方向電流
• 輝度
• パッケージサイズ
• 指向角
• 電流制限抵抗または定電流駆動が必要か

初心者は電流制限を忘れがちです。LED は普通の電球のように電源へ直接つなぐものではありません。通常は直列の電流制限抵抗、または定電流駆動回路が必要です。

簡単に言えば、発光、表示、状態表示が必要なら LED を使います。ただし電流制限は必ず計算します。

6. TVS ダイオード

TVS ダイオードは、瞬間的な高電圧に対する「ガード」と考えると分かりやすいです。

主に次の問題に対応します。

• 静電気
• サージ
• 雷サージ誘導
• 挿抜時のスパイク
• 外部インターフェースからの異常高電圧

配置に向いている場所は次の通りです。

• 通信ポート
• センサーインターフェース
• 電源入力
• ボタンや外部配線インターフェース
• 人体静電気が触れやすい場所

TVS の役割は長期的な電圧安定ではありません。瞬間的な過電圧が出たときに素早く導通し、電圧をクランプして後段回路を守ります。

TVS を選ぶときは次を確認します。

• 動作電圧
• ブレークダウン電圧
• クランプ電圧
• ピークパルス電力
• 静電容量
• 単方向か双方向か

高速信号線では TVS の接合容量に特に注意が必要です。容量が大きすぎると、信号品質に影響します。

簡単に言えば、インターフェースを静電気、サージ、外部高電圧スパイクから守りたいなら、まず TVS ダイオードを見ます。

すばやい選定ルール

まずは次の考え方で大まかに選べます。

• 低周波整流、安くて丈夫：汎用ダイオード
• 高周波高電圧スイッチング：ファストリカバリダイオード
• 低電圧大電流、効率重視：ショットキーダイオード
• 電圧安定、基準電圧、ノードクランプ：ツェナーダイオード
• 発光、表示、状態表示：LED
• 静電気、サージ、突発高電圧の保護：TVS ダイオード

このルールはデータシートの代わりにはなりませんが、最初の方向を決める助けになります。

実際の型番を選ぶときは、さらに次を確認します。

• 最大逆電圧
• 平均整流電流
• ピークサージ電流
• 順方向電圧降下
• 逆回復時間
• 逆方向漏れ電流
• パッケージと放熱能力

最後に

ダイオード選定の第一歩は、型番を暗記することではなく、そのダイオードが回路内で何を担当するのかを判断することです。

低周波導通だけなら普通のダイオードで足りることがあります。高周波スイッチングならファストリカバリ、低電圧高効率ならショットキー、電圧クランプならツェナー、光らせるなら LED、インターフェース保護なら TVS を見ます。

まず用途で分類し、その後データシートのパラメーターを見ると、選定がかなり分かりやすくなります。