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設計のポイント

危険な熱暴走:ショットキーバリアダイオードの知られざる側面

分類電子回路設計のポイント

設計のポイント

1.概要

ショットキーバリアダイオードは、高速スイッチング特性と低い順方向電圧降下で知られ、
現代の電子回路において広く使用されています。
しかし、その優れた特性の裏には意外と見逃されがちなリスクが潜んでいます。
その中でも 特に注意すべきショットキーバリアダイオードの熱暴走に焦点を当て、
そのメカニズムと対策について解説します。
高温下での性能低下や、設計時に考慮すべき注意点を理解することで、
より安全で信頼性の高い回路設計が可能になります。

2.熱暴走が起きるメカニズム

ショットキーバリアダイオードは、他の半導体デバイスに比べて低い順方向電圧を持つため、
効率的で高速な動作が可能です。しかし、この利点が裏目に出ることもあります。
順方向電流が増加すると、ダイオード内部で発熱しやすくなり、温度が上昇します。
その結果、電気抵抗が低下し、さらに電流が増加するという悪循環が発生します。
これが “熱暴走” のメカニズムです。

 

 

3.熱設計を意識した設計ポイント

①十分な放熱対策を確保する
ショットキーバリアダイオードが発生する熱を効率的に放散させるために
ヒートシンクや冷却ファンを使用する、もしくは適切な※PCBレイアウトを採用することが重要です。
※ 熱を逃がすためのスルーホールや銅箔 面積の拡張
②適切な定格電流を選定する
ショットキーバリアダイオードを選定する際には、動作条件下での電流負荷が
許容範囲内であることを確認する必要があります。
過剰な電流が流れると、発熱が増加し、熱暴走のリスクが高まります。
③逆方向リーク電流の低減
逆方向電圧がかかるときに発生するリーク電流は、ショットキーバリアダイオードの特徴ですが、
このリーク電流が多すぎると、無駄な発熱が生じます。
逆方向リーク電流が小さいデバイスを選択することが重要です。
④周囲温度の考慮
高温環境下では、ショットキーバリアダイオードの動作特性が変化しやすくなります。
周囲温度を考慮して設計を行い、必要であれば冷却システムを追加するか、
動作温度範囲が広いダイオードを選ぶことが重要です。

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