「つ」から始まる半導体用語

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ツェナー降伏[Zener Breakdown]

ツェナー降伏（Zener Breakdown）は、特に逆バイアス条件下でツェナーダイオード内で起こる現象のこと。

この現象は、ツェナーダイオードが設計された特定の逆方向電圧（ツェナー電圧）に達したときに発生し、デバイスを通じて大量の電流が流れることを可能にする。

この特性を利用して、ツェナーダイオードは電圧を安定させるためのデバイスとして広く使用されている。

ツェナー降伏には主に二つの物理的メカニズムが関与している。

量子力学的ツェナー効果とアバランシェ降伏だ。

ツェナー効果は、主に低いツェナー電圧（通常は5.6V以下）で観測される。

この現象は、強い電場下での量子トンネリングによって説明することができる。

逆バイアスが強くなると、半導体の価電子帯と伝導帯の間の電場が非常に強くなる。

この強い電場は、価電子帯の電子が禁止帯（バンドギャップ）を越えて伝導帯にトンネリングするのを可能にする。

このプロセスにより、電子-正孔ペアが生成され、電流が急激に増加することになる。

アバランシェ降伏は、ツェナー電圧が5.6Vより高いデバイスでよく見られる現象だ。

この現象は、逆バイアスされたPN接合にかかる電圧が増加すると、キャリア（電子や正孔）が加速され、半導体内の原子と衝突することにより追加のキャリアを生成する連鎖反応が起こるプロセスだ。

これらの追加キャリアがさらに増加し、急速に電流が増加する。

アバランシェ降伏は、キャリアの増加がキャリアの加速による衝突によって生じるため、ツェナー効果とは異なるメカニズムに基づいている。

ツェナーダイオード[Zener diode]は、特定の電圧（ツェナー電圧と呼ばれる）で逆方向に電流を流すように設計された半導体デバイスだ。

このデバイスは、電圧安定化や電圧クランプといった用途に広く使用される。

ツェナーダイオードは、その特有の逆方向特性を利用して、回路内の電圧を安定させるのに役立つ素子だ。

ツェナーダイオードは、PN接合を持つ半導体デバイスで、主に逆バイアス条件下で使用される。

通常のダイオードと同様に、順方向バイアス時には低い抵抗を示し、電流を容易に流すが、逆方向バイアス時にツェナー電圧に達すると、ツェナーダイオードは逆方向の電流を流し始め、この逆方向電流を安定した値に保ちながら電圧を一定に保つことができる、という特徴がある。

ツェナーダイオードの動作は、主に2つの物理的効果によって説明することができる。ツェナー効果とアバランシェ効果だ。

ツェナー効果は、主に低いツェナー電圧（約5.6V以下）で発生し、強い電場が電子を価電子帯から伝導帯に直接引き抜く現象を指す。これにより、電流が流れやすくなる。
アバランシェ効果は、より高いツェナー電圧で観察され、キャリア（電子や正孔）が加速されて他の原子と衝突し、さらにキャリアを生成する連鎖反応を引き起こす。これにより、電流が増加する。

電圧レギュレータ: ツェナーダイオードは、負荷に供給される電圧を一定に保つために使用される。入力電圧が変動しても、ツェナーダイオードは出力電圧を安定したツェナー電圧に保つ。
過電圧保護: 回路が高電圧にさらされるのを防ぐために、ツェナーダイオードを使用して電圧スパイクを吸収させることができる。
リファレンス電圧源: 精密なツェナーダイオードは、アナログ回路やADC（アナログ・デジタル変換器）のリファレンス電圧として使用される。