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定電圧回路（ツェナー・三端子レギュレータ）ていでんあつかいろ

二陸特三陸特 3アマ 4アマ

入力電圧や負荷電流が変わっても出力電圧を一定に保つ回路。ツェナーダイオードの逆方向の降伏で電圧がほぼ一定になる性質や、三端子レギュレータ IC を使う。

試験ではここ

「定電圧回路に用いるダイオード＝ツェナーダイオード」「シリコン接合ダイオードに逆方向電圧を加えていくとある電圧で急に大電流が流れ、電圧がほぼ一定＝定電圧（ツェナー）ダイオード」「図記号はカソードの棒が折れ曲がった形」の形で出る。順方向ではない。バラクタ（電圧で容量が変わる）と並べて問われる。

整流と平滑で作った直流は、入力の交流電圧や負荷の電流が変わると出力電圧も動いてしまいます。無線機の発振器などは電源が動くと周波数まで動くので、電圧を一定に保つ回路が要ります。それが定電圧回路（安定化回路）です。

ふつうのダイオードは逆方向には電流を流しません。ところが逆方向電圧を増していくと、ある電圧（降伏電圧、ツェナー電圧）で急に大電流が流れ、その後は電流が変わっても両端の電圧がほぼ一定になります。この逆方向の降伏を利用するのがツェナーダイオード（定電圧ダイオード）です。

直列抵抗に流れる電流

I_R = \dfrac{V_{in} - V_Z}{R} = I_Z + I_L

Vin は入力電圧、VZ はツェナー電圧、IL は負荷電流。負荷電流が増えた分だけツェナーに流れる電流 IZ が減り、出力は VZ のまま。例：Vin＝12〔V〕、VZ＝6〔V〕、R＝100〔Ω〕なら IR＝60〔mA〕

三端子レギュレータ

入力・出力・共通（GND）の3本足の IC で、中にツェナーの基準電圧と制御トランジスタが入っています。配線が簡単で出力電流も取れるので、現在の無線機の電源回路はほとんどこれです。試験では「安定化回路の部品」として名前が出る程度です。

ひっかけ

「順方向電圧で急に大電流」と書いた肢が定番のひっかけです。ツェナーは必ず逆方向です。また図記号で、コンデンサ記号が重なっているのはバラクタで、ツェナーではありません。

二陸特・日本無線協会令和元年10月期無線工学問14

次のダイオードのうち、一般に定電圧回路に用いられるのはどれか。

正答: ツェナーダイオード

ツェナーダイオードは逆方向に一定以上の電圧を加えると降伏して電流が急増し、両端の電圧がほぼ一定に保たれます。この性質を利用して定電圧回路や基準電圧源に用いられます。

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4アマ・日本無線協会 CBT例題無線工学 No.2 問23

次の記述の［］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。シリコン接合ダイオードに加える［Ａ］を次第に増加していくと、ある電圧で急に大電流が流れるようになる。このような特性を利用するダイオードを［Ｂ］という。

正答: Ａ：逆方向電圧　Ｂ：定電圧ダイオード

シリコン接合ダイオードに逆方向電圧を加えて増していくと、降伏電圧（ツェナー電圧）に達したところで急に大電流が流れ、その後は電流が変わっても電圧がほぼ一定に保たれる。この特性を利用して基準電圧を得るのが定電圧（ツェナー）ダイオードである。

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3アマ・日本無線協会 CBT例題無線工学 No.1 問18

次の記述の［］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。 (１) 加える電圧により、静電容量が変化することを利用するものは、［Ａ］である。 (２) 逆方向電圧を加えると、ある電圧で電流が急激に流れ、電圧がほぼ一定となることを利用するものは、［Ｂ］ダイオードであり、図...

正答: Ａ：バラクタダイオード　Ｂ：ツェナー　Ｃ：図2

逆電圧で空乏層の厚さが変わり静電容量が変化するのがバラクタ（可変容量）ダイオード。逆方向の降伏電圧で電圧が一定になるのがツェナー（定電圧）ダイオードで、カソード側の棒が折れ曲がった図2が図記号である。

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