プリンターや各種電源アダプターをはじめ、あらゆる電化製品の電源回路において、２次側の整流に用いられるダイオードに対する特性向上の要求はますます高まっている。そのなかでもスイッチング電源では、定格電流の大きいパワーダイオードを使用するため、順方向損失およびスイッチングロスがどうしても大きくなってしまい、電源回路の全体でみても全損失の約３割がダイオードの損失によるものだとされている。電化製品の消費電力の低下および高効率化が、今まで以上に求められるなかで、重要な役割を担うダイオードの基本特性の改善について述べる。
　スイッチング電源などで用いられるダイオードは、ファスト・リカバリ・ダイオード（以下、ＦＲＤ）とショットキー・バリア・ダイオード（以下、ＳＢＤ）の２種類ある。この２つのダイオードは特性上ＶＲ＝１００Ｖを境に、１００Ｖ以上の高耐圧品をＦＲＤ、１００Ｖ未満の低耐圧品をＳＢＤというように分類される。一般的に、この２種類のダイオードについての要求特性は、ＦＲＤについては、より順方向損失が小さくスイッチングスピードが速いもの、ＳＢＤについては、順方向損失が低く、なおかつ逆方向の漏れ電流の低いものが求められている。しかし、これらの特性は背反事象にあり、このトレードオフを改善する技術がダイオードの特性を論じる上で最も重要になってくる。

　ロームはこれまで独自のデバイス技術により、１Ａ以下の小信号クラスからミドルパワークラスにおいて今まで数多くの商品を展開してきており、市場でも高い評価を得てきた。
これら両クラスで培った性能面での特徴をいまだ参入していなかったパワーダイオード市場に拡大し、商品を展開している（表１）、（写真１）。
このたびのパワーダイオード市場への参入により、ロームでは逆耐圧が３０Ｖから９０ＶクラスについてはパワーＳＢＤシリーズを、２００ＶクラスについてはパワーＦＲＤシリーズのラインアップを完了した。
パワーＳＢＤシリーズは、３０Ｖクラスについては低ＶＦ・低ＩＲの「ＲＳＸシリーズ」、４０Ｖ〜９０Ｖクラスについては低ＩＲの「ＲＢシリーズ」をそれぞれ３０Ａまでを展開。パワーＦＲＤシリーズは、２００Ｖクラスについては低ＶＦタイプの「ＲＦ＊＊１シリーズ」と超高速タイプの「ＲＦ＊＊３シリーズ」の２シリーズを２０Ａまで展開している。

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	パワーダイオード新商品ラインアップ表			パワーダイオード

　ここでは、ＦＲＤについての基本特性を決めるｔｒｒ（逆回復時間）とＶＦ（順方向電圧特性）の関係について述べる。
ＦＲＤの高速化というのを主題にして考えると、さらなる高速性を実現するためにはキーとなる２つの要素がある。それは拡散金属と拡散温度である。
まず拡散金属だが、主に用いられるのは金と白金などである。それぞれＰＮ接合界面にまで拡散された後にとどまり、スイッチングの際に取り残されたキャリアを吸収することにより、スイッチングスピードを高める効果となる。もうひとつはプロセス上とても重要な点となるが、その拡散金属の注入する拡散温度である。図１に拡散温度におけるＶＦ、ｔｒｒの関係を示すが、拡散温度の上昇によってｔｒｒは早くなるがＶＦはそれに伴って高くなっているのがわかる。
そこで、ロームはその拡散温度におけるｔｒｒとＶＦの関係を改善するため、プロセス中に特殊な処理を加えることによってそのトレードオフの改善を行うことに成功した。その技術を生かして、高速スイッチングと低ＶＦの両立を実現し、２００ＶクラスよりパワーＦＲＤ市場へ参入した。
　また、今後ますます多様化するユーザニーズに応えるべく、順方向損失の低減に重点を置いた低ＶＦタイプの「ＲＦ＊＊１シリーズ」と、ＰＤＰなどの高周波回路向けにスイッチングスピードを極限まで速めた超高速タイプの「ＲＦ＊＊３シリーズ」の異なる特性で、業界トップクラスを誇る２種類のＦＲＤをラインアップした。
低ＶＦを実現した「ＲＦ＊＊１シリーズ」では、製品の順方向の損失成分について細分化して分析し、それぞれについて、再設計および最適化を図ることにより、ＶＦを従来よりも約１０％低減することに成功した。
さらに、前述したように背反する特性であるスイッチングスピードを表すｔｒｒについても従来品と変わらないスピードの実現を可能とした。
また、もうひとつのＦＲＤシリーズである「ＲＦ＊＊３シリーズ」については、極限まで高速化を図ることのできる金属と独自の拡散プロセスを利用することによって、業界トップクラスのｔｒｒスピードを実現することに成功した。
このふたつのＲＦシリーズ（ＲＦ＊＊１シリーズ、ＲＦ＊＊３シリーズ）の１ＡクラスのものについてＶＦ―ＩＦ特性、ｔｒｒ波形について示す（図２、写真２）。これらの示すとおり、それぞれ特化する性能を持ちながら、その他の特性についても従来技術品以上の優れた特性を示す商品をリリースすることにより、電源回路の低損失化、発熱の抑制に大きなメリットを与えることが可能となり、幅広いユーザニーズに応えることができる。
今後、ＦＲＤに関しては現状の２００Ｖクラスのラインアップから順次３００Ｖ、４００Ｖ、６００Ｖと特性ラインアップを拡大していく。

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		拡散温度におけるVF、trrの関係			VF-IF特性			trr波形

　３０Ｖクラスについて展開する低ＶＦ、低ＩＲ、高耐サージの高性能次世代ＳＢＤの「ＲＳＸシリーズ」は、ローム独自の微細化加工技術を用いて従来の構造と異なる断面構造にすることにより、ＳＢＤの求められる特性であるＶＦ・ＩＲのトレードオフ関係を改善したもの（図３）。
たとえば１０Ａクラス製品では、従来構造品と比較するとＩＲは同等でＶＦが約１０％も低減し、業界トップの低ＶＦを実現することに成功した（図４）。さらに、高アバランシェ耐圧、高サージ耐圧（当社従来品の２倍以上）の特徴も有している（図５）。
また、４０Ｖ以上のクラスの低ＩＲで良好な総合特性をもつＳＢＤの「ＲＢシリーズ」では、電源回路で重視されるＩＲ特性をさらに向上させた商品を４０Ｖから９０Ｖの耐圧でラインアップしている。どの耐圧ランクでも従来品に比べ大幅なスペックアップを実現、さらに他のスペックでもトップクラスの数値を実現している。
今後、これらのクラスについても次世代ＳＢＤシリーズを展開し、さらなる特性の改善に取り組んでいく。
ロームのＳＢＤは今回のラインアップ拡充により、Ｉｏ＝３０ｍＡから３０Ａまでの高性能ＳＢＤ製品のラインアップが大幅に強化され、検波用から携帯機器、プリンターや各種スイッチング電源の電流用など、あらゆるセット、あらゆるユーザーニーズへの対応が可能となった。

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		VF-IRの相関図			10A/30Vクラス　VF-IR従来品比較			RSXシリーズ静電破壊強度比較

　ロームはパワーダイオード市場に参入すべく、小信号、ミドルパワー市場で培ってきた独自の設計技術、デバイス技術、自社開発による生産技術などと、新たに開発した技術を組み合わせることによってＳＢＤ、ＦＲＤのラインアップを拡充した。今後さらに、ダイオードの基本特性のＶＦ、ｔｒｒ、ＩＲの高性能化はますます高まってくることが予想される。
今後もセットの小型・携帯化、省エネ化といったユーザニーズに対応した商品開発を推し進め、ユーザーの期待と信頼に応えていく方針である。