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ZD(サージ電圧吸収用ツェナーダイオード)

解説

サージ電圧吸収用ツェナーダイオードとは？

センサの出力に誘導性負荷(例：リレーコイル)を接続して使用すると、自己誘導現象により出力がOFFする際、サージ電圧(逆起電力)が発生します。

このサージ電圧(逆起電力)によりDCタイプセンサの場合は、出力部品(トランジスタ)が破損するおそれがあり、フリー電源タイプ(リレー出力)の場合は、接点の接触不具合が発生する場合があります。

この不具合を防止するために、DCタイプセンサの出力には回路構成部品として、ZD(ツェナーダイオード)が付加されています。

このツェナーダイオードを、その役割から"サージ電圧吸収用ツェナーダイオード"と呼んでいます。

DCタイプセンサの出力回路事例

CX-400シリーズNPNトランジスタタイプ入・出力回路図

FX-501入・出力回路図

上記回路図において、赤丸部のZDがサージ電圧吸収用ツェナーダイオードです。

CX-400シリーズNPNトランジスタタイプの場合、ZD(ツェナーダイオード)が2個逆向きに直列接続されていますが、上側のZD(ツェナーダイオード)は役割が違います。
(「出力逆接続保護用ダイオード」の用語解説で解説します。)

上側のZD
(ツェナーダイオード)

ツェナーダイオードの特性

順方向側特性

順方向電圧(VF)以上の電圧が印加されると、印加電圧に応じた順方向電流(IF)が流れます。

逆方向側特性

一般のダイオードと同様に"整流作用"があります。
したがって、逆方向の印加電圧が"ある電圧"未満の状態では、逆方向の電流は流れません。
逆方向の印加電圧が"ある電圧"以上になると、逆方向電流(IZ：ツェナー電流)が流れます。
また、逆方向の印加電圧が増加しても、ツェナーダイオードの両端の電圧は、"ある電圧"でほぼ一定となり、頭打ちとなります。
この"ある電圧"のことをツェナー電圧(EZD)といい、サージ電圧吸収回路では、ツェナーダイオードのこの特性を利用しています。