| □ H16年12月期 A-07 Code:[HC0205] : バリスタの機能と特性 |
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バリスタは、かかる電圧がある値を超えると、急激に抵抗値が下がる素子です。この特性を利用して、雷サージなど突発の大電圧に対して回路を保護する用途に用いられます。［１］バリスタは電圧で抵抗が大きく変わる素子バリスタは、シリコンカーバイド（炭化シリコンSiC）などを原料を焼結して端子を付けた半導体素子で、整流作用はありません。両端にかかる電圧で、抵抗値が大きく変化します。その特性はFig.HC0205_a左のようであり、加わる電圧が上昇すると、あるところで急激に抵抗が減少します。要するに、高い電圧を掛けると、ショート状態に近くなる、ということです。 ところで、サーミスタやバリスタのような、流れやすい電流に方向性がない素子も「半導体」と呼ぶのか、という疑問があります。実は、半導体の定義にはダイオードやトランジスタのように、電流の流れやすさが電流の方向によって異なる素子を「狭義の」半導体とし、バリスタやサーミスタ、高純度のシリコン単結晶のように、元々抵抗率が高く、温度や不純物等の条件で、大きく抵抗率が変化するものも半導体とする「広義の」定義があります。 前者が半導体と呼ばれることに異論はないと思いますが、後者は、物理で語らなければなりません。物理用語で言えば、「電流が流れること」＝「自由電子が存在すること」で、普段は原子核に束縛されて動けない電子（価電子という）が、外から何らかのエネルギー（熱等）をもらったり、不純物が混じるなどして、束縛から外れた「動ける」電子（＝自由電子）が増加すれば、電流が流れます。エネルギーをもらうことで、電子自体が束縛を脱するか、不純物が混じって束縛自体が緩くなるかのどちらかです。 物理では、そのままの状態では自由電子が少なく、電流がほとんど流れないものの、その物質自身の、あるいは外界の何らかの変化で自由電子が増加し、電流が流れるようになる物質を「半導体」と称しているのです。 ［２］用途は過渡的に発生する高電圧からの保護 | |
 Fig.HC0205_a バリスタの特性と用途例 |
この特性は、アンテナや電話線の避雷器として有用です。また、リレーやトランジスタで誘導負荷をドライブする際に生じる、過渡的な高電圧に対する保護素子としても使われます。 例えば、同軸ケーブルの外部導体と芯線間にバリスタを入れると、通常時は受信に影響がないほどの高い抵抗値を持っているため、感度が落ちたりすることはありません。雷電圧の誘導などで、アンテナに高電圧が誘起すると、ほぼショート状態になり、誘導電流がほとんどバリスタ内を流れて、受信回路を保護します。平常時は、これを付加したことの影響がないように、なるべく高い抵抗値であることが必要です。 |
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流せる電流と時間（この電流×時間以下なら繰り返し使える）の関係が定格で決まっており、大き過ぎると焼損してしまいますから、雷保護だといっても直撃されたら壊れてしまいます。 抵抗が低下し始める電圧と電流容量との組合せで、様々な定格のものが製造されています。 それでは、解答に移ります。 １…これはLED（発光ダイオード）又はレーザダイオードのことです ２…これは容量可変ダイオード（バリキャップ）のことです ３…これはフォトダイオード又は太陽電池のことです ４…これはサーミスタのことです ５…これがバリスタのことです となりますから、５が正解と分かります。 | |
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