ศูนย์การเรียนรู้ เพื่อคนรักเครื่องเสียง
 
*
ยินดีต้อนรับคุณ, บุคคลทั่วไป กรุณา เข้าสู่ระบบ หรือ ลงทะเบียน ธันวาคม 11, 2018, 03:09:15 am


เข้าสู่ระบบด้วยชื่อผู้ใช้ รหัสผ่าน และระยะเวลาในเซสชั่น


หน้า: [1]   ลงล่าง
  พิมพ์  
ผู้เขียน หัวข้อ: ความรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิค  (อ่าน 25759 ครั้ง)
0 สมาชิก และ 1 บุคคลทั่วไป กำลังดูหัวข้อนี้
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 10:47:24 pm »

การที่เราสนใจเรื่องอิเล็กทรอนิค  อันดับแรงเราต้องรูปจักอุปกรณ์ต่างก่อน
แล้วค่อยเริ่มต่อวงจร   วิเคราะวงจร  คิดและออกแบบวงจร และพัฒนาไปเรื่อย
และที่สำคัญที่สุดคือ  ต้องมีใจรัก
ในกระทู้นี้เราจะช่วยๆกันรวบรวมความรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคที่ต้องรู้ครับ
เพื่อนๆ ช่วยกันด้วยแล้วกันครับ
บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #1 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 10:58:11 pm »

ตัวต้านทาน หรือ รีซิสเตอร์ (resistor) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดสองขั้ว ที่สร้างความต่างศักย์ทางไฟฟ้าขึ้นคร่อมขั้วทั้งสอง โดยมีสัดส่วนมากน้อยตามกระแสที่ไหลผ่าน อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ และปริมาณกระแสไฟฟ้า ก็คือ ค่าความต้านทานทางไฟฟ้า หรือค่าความต้านทาน

หน่วยค่าความต้านทานไฟฟ้าตามระบบเอสไอ คือ โอห์ม อุปกรณ์ที่มีความต้านทาน ค่า 1 โอห์ม หากมีความต่างศักย์ 1 โวลต์ไหลผ่าน จะให้กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ ซึ่งเท่ากับการไหลของประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ (ประมาณ 6.241506 × 1018 อิเล็กตรอน) ต่อวินาที
ตัวต้านทานอาจแบ่งออกเป็น ตัวต้านทานที่มีค่าคงที่ และ ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้


[แก้] ตัวต้านทานแบบมีค่าคงที่
ตัวต้านทานทั่วไปอาจมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก โดยที่มีสารตัวต้านทานอยู่ที่แกนกลาง หรือ เป็นฟิลม์อยู่ที่ผิว และมีแกนโลหะตัวนำออกมาจากปลายทั้งสองข้าง ตัวต้านทานที่มีรูปร่างนี้เรียกว่า ตัวต้านทานรูปร่างแบบ แอกเซียล ดังในรูปด้านขวามือ ตัวต้านทานใช้สำหรับกำลังสูงจะถูกออกแบบให้มีรูปร่างที่สามารถถ่ายเทความร้อนได้ดี โดยมักจะเป็น ตัวต้านทานแบบขดลวด ตัวต้านทานที่มักจะพบเห็นบนแผงวงจร เช่นคอมพิวเตอร์นั้น โดยปกติจะมีลักษณะเป็น ตัวต้านทานแบบประกบผิวหน้า (surface-mount|) ขนาดเล็ก และไม่มีขาโลหะตัวนำยื่นออกมา นอกจากนั้นตัวต้านทานอาจจะถูกรวมอยู่ภายใน อุปกรณ์วงจรรวม (IC - integrated circuit) โดยตัวต้านทานจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิต และแต่ละ IC อาจมีตัวต้านทานถึงหลายล้านตัวอยู่ภายใน


[แก้] ตัวต้านทานปรับค่าได้
ตัวต้านทานปรับค่าได้ เป็นตัวต้านทาน ที่ค่าความต้านทานสามารถปรับเปลี่ยนได้ โดยอาจมีปุ่มสำหรับ หมุน หรือ เลื่อน เพื่อปรับค่าความต้านทาน และบางครั้งก็เรียก โพเทนติโอมิเตอร์ (potentiometers) หรือ รีโอสแตต (rheostats)

ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ มีทั้งแบบที่หมุนได้เพียงรอบเดียว จนถึง แบบที่หมุนแบบเป็นเกลียวได้หลายรอบ บางชนิดมีอุปกรณ์แสดงนับรอบที่หมุน เนื่องจากตัวต้านทานปรับค่าได้นี้ มีส่วนของโลหะที่ขัดสีสึกกร่อน บางครั้งจึงอาจขาดความน่าเชื่อถือ ในตัวต้านทานปรับค่าได้รุ่นใหม่ จะใช้วัสดุซึ่งทำจากพลาสติกที่ทนทานต่อการสึกกร่อนจากการขัดสี และ กัดกร่อน

รีโอสแตต (rheostat): เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้มี 2 ขา โดยที่ขาหนึ่งถูกยึดตายตัว ส่วนขาที่เหลือเลื่อนไปมาได้ ปกติใช้สำหรับส่วนที่มีปริมาณกระแสผ่านสูง
โพเทนติโอมิเตอร์ (potentiometer): เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้ ที่พบเห็นได้ทั่วไป โดยเป็นปุ่มปรับความดัง สำหรับเครื่องขยายเสียง

[แก้] ตัวต้านทานชนิดอื่น ๆ
วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ (metal oxide varistor-MOV) เป็นตัวต้านทานที่มีคุณสมบัติพิเศษคือ มีค่าความต้านทาน 2 สถานะ คือ ค่าความต้านทานสูงมากที่ ความต่างศักย์ต่ำ(ต่ำกว่าค่าความต่างศักย์กระตุ้น) และ ค่าความต้านทานต่ำมากที่ ความต่างศักย์สูง (สูงกว่าความต่างศักย์กระตุ้น) ใช้ประโยชน์ในการป้องกันวงจร เช่น ใช้ในการป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่าลงเสาไฟฟ้า หรือใช้เป็น สนับเบอร์ ในวงจรตัวเหนี่ยวนำ
เทอร์มิสเตอร์ (thermistor) เป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามระดับอุณหภูมิ แบ่งเป็นสองประเภท คือ
ตัวต้านทานที่มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นบวก (PTC - Positive Temperature Coefficient) เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความต้านทานมีค่าสูงขึ้นตาม มีพบใช้ในวงจรเครื่องรับโทรทัศน์ โดยต่ออนุกรมกับ ขดลวดลบสนามแม่เหล็ก (demagnetizing coil) เพื่อป้อนกระแสในช่วงเวลาสั้น ๆ ให้กับขดลวดในขณะเปิดโทรทัศน์ นอกจากนั้นแล้ว ตัวต้านทานประเภทนี้ยังมีการออกแบบเฉพาะเพื่อใช้เป็น ฟิวส์ (fuse) ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ เรียกว่า โพลีสวิตช์ (polyswitch)
ตัวต้านทานที่มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นลบ (NTC - Negative Temperature Coefficient) เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความต้านทานมีค่าลดลง ปกติใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิ
เซนซิสเตอร์ (sensistor) เป็นตัวต้านทานที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำ มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นลบ ใช้ในการชดเชยผลของอุณหภูมิ ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์
แอลดีอาร์ (LDR : Light Dependent Resistor) ตัวต้านทานปรับค่าตามแสงตกกระทบ ยิ่งมีแสงตกกระทบมากยิ่งมีความต้านทานต่ำ
ลวดตัวนำ ลวดตัวนำทุกชนิด ยกเว้น ซุปเปอร์คอนดักเตอร์ จะมีความต้านทานซึ่งเกิดจากเนื้อวัสดุที่ใช้ทำลวดนั้น โดยจะขึ้นกับ ภาคตัดขวางของลวด และ ค่าความนำไฟฟ้าของเนื้อสาร
บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #2 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 11:02:44 pm »

การอ่านค่าความต้านทาน
ตัวต้านทานแบบแอกเซียล ส่วนใหญ่จะระบุค่าความต้านทานด้วยแถบสี ส่วนแบบประกบผิวหน้านั้นจะระบุค่าด้วยตัวเลข


[แก้] ตัวต้านทานแบบมี 4 แถบสี
ตัวต้านทานแบบมี 4 แถบสีนั้นเป็นแบบที่นิยมใช้มากที่สุด โดยจะมีแถบสีระบายเป็นเส้น 4 เส้นรอบตัวต้านทาน โดยค่าตัวเลขของ 2 แถบแรกจะเป็น ค่าสองหลักแรกของความต้านทาน แถบที่ 3 เป็นตัวคูณ และ แถบที่ 4 เป็นค่าขอบเขตความเบี่ยงเบน ซึ่งมีค่าเป็น 5%, 10%, หรือ 20%

ค่าของรหัสสีตามมาตรฐาน EIA EIA-RS-279

ค่าที่พึงประสงค์
ตัวต้านทานมาตรฐานที่ผลิต มีค่าตั้งแต่มิลลิโอห์ม จนถึง จิกะโอห์ม ซึ่งในช่วงนี้ จะมีเพียงบางค่าที่เรียกว่า ค่าที่พึงประสงค์ เท่านั้นที่ถูกผลิต และตัวทรานซิสเตอร์ที่เป็นอุปกรณ์แยกในท้องตลาดเหล่านี้นั้น ในทางปฏิบัติแล้วไม่ได้มีค่าตามอุดมคติ ดังนั้นจึงมีการระบุของเขตของการเบี่ยงเบนจากค่าที่ระบุไว้ โดยการใช้แถบสีแถบสุดท้าย:

เงิน 10%
ทอง 5%
แดง 2%
น้ำตาล 1%
นอกจากนี้แล้ว ตัวต้านทานที่มีความแม่นยำมากกว่าปกติ ก็มีขายในท้องตลาด 66


[แก้] ตัวต้านทานแบบมี 5 แถบสี
5 แถบสีนั้นปกติใช้สำหรับตัวต้านทานที่มีความแม่นยำสูง (โดยมีค่าขอบเขตของความเบี่ยงเบน 1%, 0.5%, 0.25%, 0.1%) แถบสี 3 แถบแรกนั้นใช้ระบุค่าความต้านทาน แถบที่ 4 ใช้ระบุค่าตัวคูณ และ แถบที่ 5 ใช้ระบุขอบเขตของความเบี่ยงเบน ส่วนตัวต้านทานแบบ 5 แถบสีที่มีความแม่นยำปกติ มีพบได้ในตัวต้านทานรุ่นเก่า หรือ ตัวต้านทานแบบพิเศษ ซึ่งค่าขอบเขตของความเบี่ยงเบน จะอยู่ในตำแหน่งปกติคือ แถบที่ 4 ส่วนแถบที่ 5 นั้นใช้บอกค่าสัมประสิทธิ์ของอุณหภูมิ



บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #3 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 11:08:16 pm »

สูตรการหาค่าต้านทาน

หาแรงดัน  V= I * R
หากระแส  I= V/R
หาค่าต้านทาน  R = E/I
V= แรงดัน I เท่ากับกระแส R เท่ากับ ค่าต้านทาน


บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #4 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 11:13:04 pm »

การต่ออนุกรม
จะมีการคำนวนดังนี้
Rn = R1+R2+Rn
n คือจำนวนของตัว R

การต่อขนาน
จะมีการคำนวนดังนี้
R1*R2/R1+R2 หรือไปเรื่อยๆตามค่า R ที่ต่อ
รูป 1 อนุกรม
รูป 2 ขนาน
ไม่มีอนุแบนนะ
บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #5 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 11:17:14 pm »

รูปนี้มีส่วนช่วยให้เราวิเคราะวงจรได้ ดูดีๆ

ไม่รู้จะอธิบายยังไง เฉลยเลยแล้วกัน แล้วทำความเข้าใจกันเลย

อันดับที่ 1 R1 R2 ขนานกัน หาค่า ตามสูตร

สมมุติว่า R1 R2 ขนานกันคำนวนได้ Rx จะเห็นได้ว่า Rx และ R3 อนุกรมกัน

ก็นำมาคำนวนตามสูตรข้างต้น
บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #6 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 11:18:41 pm »

บทที่ 2 ครับ ได้โอด

ไดโอด(Diode)


ไดโอดประกอบด้วยขั้วต่อ 2 ขั้ว มีชื่อเรียกว่า อาโนด (Anode) และคาโธด (Cathod)



 


การทำงานของไดโอด
      ไดโอดจะทำงานเหมือนสวิตช์ โดยถ้าศักย์ไฟฟ้าทางด้านอาโนดเป็นบวกเมื่อเทียบกับคาโธด สภาวะการทำงานของไดโอดลักษณะนี้ เรียกว่า ไดโอดอยู่ในสภาวะ ON หรือไบอัสตรง (Forward Bias) ในทางตรงกันข้าม ถ้าศักย์ไฟฟ้าทางด้านอาโนดเป็นลบเมื่อเทียบกับคาโธด ดังแสดงใน สภาวะการทำงานของไดโอดลักษณะนี้เรียกว่า ไดโอดอยู่ในสภาวะ OFF หรือไบอัสกลับ (Reverse Bias)



 


รอยต่อ P-N ภายในไดโอด


                ไดโอดเกิดจากการนำสารกึ่งตัวนำชนิด n-type และ p-type มาต่อกัน ซึ่งจุดที่สารกึ่งตัวนำทั้งสองสัมผัสกันเรียกว่า รอยต่อ (Junction) โดยรอยต่อนี้จะยอมให้อิเล็กตรอนอิสระที่มีอยู่มากในด้าน n-region เคลื่อนที่ข้ามไปรวมกับโฮลในด้าน p-region และเนื่องจากอิเล็กตรอนจาก n-region เคลื่อนที่ข้ามรอยต่อไปรวมกับโฮลในด้าน p-region จึงทำให้เกิดประจุไฟฟ้าลบใน p-region ขึ้น และทิ้งบริเวณที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ออกมาจาก n-region ให้เป็นประจุไฟฟ้าบวก จากปรากฏการณ์นี้จึงทำให้พื้นที่หรือชั้นของรอยต่อซึ่งประกอบขึ้นจากประจุไฟฟ้าบวกด้านหนึ่ง และประจุไฟฟ้าลบอีกด้านหนึ่ง ซึ่งชั้นของรายต่อที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า "Depletion Region" ซึ่งเมื่อชั้นของรอยต่อเริ่มก่อตัวขึ้นก็จะไปมีผลทำให้ไม่มีการรวมตัวระหว่างอิเล็กตรอนอิสระ และโฮลข้ามรอยต่ออีกต่อไป กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ ประจุไฟฟ้าลบใน p-region ที่อยู่ใกล้กับบริเวณรอยต่อจะผลักอิเล็กตรอนอิสระจาก n-region ไม่ให้เข้ามารวมอีก จากปฏิกิริยานี้จะเป็นการป้องกันไม่ให้ Depletion Region ขยายกว้างออกไปอีก
                ประจุไฟฟ้าบวก และประจุไฟฟ้าลบที่บริเวณรอยต่อนี้จะมีศักย์ไฟฟ้าสะสมในตัวระดับหนึ่งและเนื่องด้วยประจุทั้งสองมีขั้วตรงกันข้ามกัน จึงทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าปรากฏคร่อมรอยต่อ ซึ่งความต่างศักย์ไฟฟ้านี้มีชื่อเรียกว่า กำแพงศักย์ไฟฟ้า (Barrier Potential) หรือ กำแพงแรงดันไฟฟ้า (Barrier Voltage) โดยขนาดของกำแพงแรงดันไฟฟ้าที่บริเวณรอยต่อ P-N สำหรับซิลิกอนไดโอดจะมีค่าประมาณ 0.7 V และถ้าเป็นของเยอรมันเนียมไดโอดจะมีค่าประมาณ 0.3 V ที่อุณหภูมิห้อง



 


การไบอัสไดโอด


                ไดโอดเป็นสารกึ่งตัวนำชนิดรอยต่อ P-N ดังนั้นการที่จะทำให้ไดโอดทำงานจะต้องให้ขนาดแรงดันไฟฟ้า และชนิดของขั้วที่ถูกต้องแก่ไดโอด แรงดันไฟฟ้าที่ให้กับไดโอดเรียกว่า แรงดันไบอัส (Bias Voltage) แรงดันไบอัสทำหน้าที่ควบคุมความกว้างของส่วนที่เป็น Depletion Region ซึ่งเป็นความต้านทานที่เกิดขึ้นที่บริเวณรอยต่อ ดังนั้นจึงเสมือนเป็นการควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าที่จะไหลผ่านไดโอดนั่นเอง



 


การไบอัสตรงแก่ไดโอด (Forward Biasing a Diode)


        การจัดไบอัสตรงให้กับไดโอด จากที่ทราบมาแล้วว่าการทำงานของไดโอดถูกกำหนดโดยชนิดของขั้วไฟฟ้า ขั้วลบของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าต่อเข้ากับ n-region และขั้วบวกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าต่อเข้ากับส่วนที่เป็น p-region ของไดโอด อิเล็กตรอนอิสระจะถูกผลักออกจากส่วน n-region เนื่องจากอิทธิพลของขั้วลบของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า และถูกดึงไปยังขั้วบวกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า การไหลของอิเล็กตรอนนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อขนาดของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ามากพอที่จะเอาชนะกำแพงแรงดันที่อยู่ที่บริเวณรอยต่อ ซึ่งสำหรับซิลิกอนไดโอดแรงดันของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ 0.7 V หรือมากกว่า ในขณะที่เยอรมันเนียมไดโอดจะเท่ากับ 0.3 V หรือมากกว่า


                ไดโอดจะยังคงนำกระแสอยู่ตลอดเวลาถ้ายังได้รับการไบอัสที่ถูกต้องอยู่ การไหลของกระแสโฮลหรือที่เรียกว่า กระแสนิยม (Conventional Current) จะไหลในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการไหลของกระแสอิเล็กตรอน จึงสรุปได้ว่า การไหลของกระแสอิเล็กตรอนจะไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวก ในขณะที่กระแสโฮลหรือกระแสนิยมจะไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ การที่ทราบถึงแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมไดโอด (Si = 0.7 V, Ge = 0.3 V) ขนาดของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าและค่าความต้านทานของวงจรก็สามารถคำนวณหาปริมาณกระแสทางตรงได้


 


                I(f) = [V(s)-V(diode)]/R


โดยที่      I(f) หมายถึง กระแสทางตรงของวงจร มีหน่วยเป็น แอมแปร์ (A)


                V(s) หมายถึง แรงดันของแหล่งจ่ายไฟ มีหน่วยเป็น โวลต์ (V)


                V(diode) หมายถึง แรงดันตกคร่อมไดโอด มีหน่วยเป็น โวลต์ (V)


                R หมายถึง ค่าความต้านทานของวงจร มีหน่วยเป็น โอห์ม


 


คุณลักษณะของไดโอดเมื่อได้รับการไบอัสตรง (Forward Characteristics)


                เมื่อแรงดันไบอัสตรงที่ให้กับไดโอดมีขนาดเกินกว่า กำแพงแรงดันไฟฟ้า (Barrier Voltage) ก็จะทำให้ความต้านทานภายในของไดโอดลดลงจนมีค่าเป็นศูนย์ ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าทางตรงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว


                จุดของแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เส้นกราฟชันขึ้นอย่างรวดเร็วนี้มีชื่อเรียกว่า แรงดัน Knee Voltage ซึ่งแรงดันไฟฟ้านี้จะใช้เป็นชื่อเรียกของกำแพงแรงดันไฟฟ้าภายในไดโอดได้อีกชื่อหนึ่ง


ไม่ว่ากระแสไฟฟ้าทางตรงจะเปลี่ยนแปลงไปมากหรือน้อย แต่แรงดันทางตรงที่ตกคร่อมไดโอดก็ยังอยู่ในระดับที่เกือบจะคงที่



 


การให้ไบอัสกลับแก่ไดโอด (Reverse Biasing a Diode)


                ต่อขั้วบวกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเข้ากับ n-region และขั้วลบเข้ากับ p-region ของไดโอด การต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในลักษณะนี้จะทำให้อิเล็กตรอนอิสระใน n-region ถูกดึงให้เคลื่อนที่ไปยังขั้วบวก ในขณะเดียวกันโฮลก็จะถูกดึงจากขั้วลบเช่นกัน จากเหตุผลดังกล่าวจึงส่งผลให้บริเวณ Depletion Region ขยายกว้างมากขึ้น จนทำให้แรงดันไฟฟ้าภายในมีค่าเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าแต่มีขั้วตรงกันข้าม จึงส่งผลให้ไดโอดไม่นำกระแสไฟฟ้าในที่สุด


 


คุณลักษณะของไดโอดเมื่อได้รับการไบอัสกลับ (Reverse Characteristics)


                เป็นการต่อเข้ากับขั้วอาโนด และขั้วบวกต่อเข้ากับขั้วคาโธด ดังนั้น เมื่อป้อนแรงดันไบอัสกลับให้แก่ไดโอดก็จะทำให้กำแพงแรงดันของไดโอดเพิ่มขึ้นจนกระทั่งมีขนาดเท่ากับแรงดันของแหล่งจ่ายไฟภายนอก ซึ่งในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าที่จะไหลผ่านไดโอดจึงมีค่าน้อยหรือเกือบเป็นศูนย์ ดังนั้น ไดโอดจึงอยู่ในสภาวะปิด (OFF) หรือเท่ากับไดโอดเปิดสวิตช์นั่นเอง


                แต่การไบอัสกลับจะก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้ารั่วไหล (Leakage Current) ซึ่งมีค่าน้อยมากจึงไม่นำมาพิจารณา แต่ถ้าแรงดันย้อนกลับ (VR) ยังคงเพิ่มขึ้นจนกระทั่งถึงจุดพัง (Break Down) ของไดโอด ก็จะทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างทันทีทันใด ซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าอย่างทันทีทันใดนี้เรียกว่า แรงดันพัง (Breakdown Voltage) ซึ่งแรงดันพังของซิลิกอนไดโอดอาจมีค่าสูงถึง 50 V



 


ชนิดของไดโอด


ไดโอดมีหลายชนิดแล้วแต่การใช้งานเฉพาะที่แตกต่างกัน เช่น
1.ซีนเนอร์ไดโอด (ใช้ควบคุมเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้า)
2.วาแรคเตอร์ไดโอด (ใช้ปรับความถี่)
3.ชอตกี้ไดโอด (การสวิชชิ่งที่มีความเร็วสูง)
นอกจากนี้ยังมีไดโอดที่ใช้งานย่านความถี่ไมโครเวฟ เช่น
4.ทันแนลไดโอด
5.อิมแพทไดโอด (ใช้ในการกำเนิดและขยายสัญญาณไมโครเวฟ)
6. กันน์ไดโอด



 


ไดโอดกำลัง( Power Diode)
                ไดโอดกำลัง เป็นไดโอดที่ออกแบบให้บริเวณรอยต่อมีช่วงกว้างมากกว่าไดโอดทั่วไป เพื่อนำไปใช้กับงานที่มีกำลังและกระแสไฟฟ้าสูงๆ ไดโอดกำลังนี้ทนต่ออุณหภูมิสูงได้



ประเภทของไดโอดกำลัง
1. แบบใช้งานทั่วไป (Standard Diodes)
                ไดโอดแบบใช้งานทั่วไป แบ่งตามโครงสร้างได้ 2 ประเภทคือแบบ ดิสก์ (Disk Type) และแบบมีส่วนยื่นหรือแบบ สตัด (Stud Type)


2. ไดโอดแบบฟื้นตัวเร็ว (Fast Recovery Diodes)
                ไดโอดแบบฟื้นตัวเร็ว มีช่วงเวลาในการฟื้นตัวย้อนกลับ(Reverse Recovery Time) ระหว่าง 0.1 ถึง 5 ms ใช้มากในการเปิด-ปิดสะพานไฟหรือในการสวิทช์ความถี่สูงของการแปลงผันกำลังไฟฟ้า


3. ไดโอดแบบซอทท์กี(Schottky Diodes)
                เป็นไดโอดที่มีแรงดันในการเปิด(on-state Voltage) ต่ำและเวลาในการฟื้นตัวย้อนกลับต่ำมาก ส่วนใหญ่ใช้เวลาเป็น nS



 


การฟื้นตัวย้อนกลับ


                ขณะการใช้ไดโอดเป็นสวิทช์ จะถูกจำกัดด้วยเวลาฟื้นตัวย้อนกลับ กล่าวคือขณะไดโอดนำกระแสแล้วได้รับแรงดันไบแอสกลับเป็นไปไม่ได้ที่ไดโอดจะหยุดนำกระแสและพร้อมที่จะนำกระแสได้ใหม่ทันที แต่จะนำกระแสต่อไปอีกช่วงเวลาหนึ่ง จึงพร้อมที่จะนำกระแสได้หรือฟื้นตัวย้อนกลับ เวลาดังกล่าวเกิดจากพาหะข้างน้อยที่บริเวณรอยต่อ PN ต้องการเวลาเพื่อเชื่อมกับประจุชนิดตรงข้าม



 


ไดโอดในทางอุดมคติ


                ไดโอดในอุดมคติ (Ideal Diode) มีลักษณะเหมือนสวิตช์ที่สามารถนำกระแสไหลผ่านได้ในทิศทางเดียว ถ้าต่อขั้วแบตเตอรี่ให้เป็นแบบไบอัสตรงไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนกับสวิตช์ที่ปิด (Close Switch) หรือไดโอดลัดวงจร (Short Circuit) Id ไหลผ่านไดโอดได้ แต่ถ้าต่อขั้วแบตเตอรีแบบไบอัสกลับ ไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนสวิตช์เปิด (Open Switch) หรือเปิดวงจร (Open Circuit) ทำให้ Id เท่ากับศูนย์



 


ไดโอดในทางปฏิบัติ


                ไดโอดในทางปฏิบัติ (Practical Diode) มีการแพร่กระจายของพาหะส่วนน้อยที่บริเวณรอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง ดังนั้น ถ้าต่อไบอัสตรงให้กับไดโอดในทางปฏิบัติก็จะเกิด แรงดันเสมือน (Ge >= 0.3V ; Si >= 0.7V) ซึ่งต้านแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเพื่อการไบอัสตรง ขนาดของแรงดันเสมือนจึงเป็นตัวบอกจุดทำงาน ดังนั้น จึงเรียก "แรงดันเสมือน" อีกอย่างหนึ่งว่า "แรงดันในการเปิด" (Turn-on Voltage ; Vt )


                กรณีไบอัสกลับ เราทราบว่า Depletion Region จะขยายกว้างขึ้น แต่ก็ยังมีพาหะข้างน้อยแพร่กระจายที่รอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง แต่ก็ยังมีกระแสรั่วไหลอยู่จำนวนหนึ่ง เรียกว่า กระแสรั่วไหล (Leakage Current) เมื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขึ้นเรื่อยๆ กระแสรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นจนถึงจุดทีไดโอดนำกระแสเพิ่มขึ้นมาก ระดับกระแสที่จุดนี้ เรียกว่า "กระแสอิ่มตัวย้อนกลับ" (Reverse Saturation Current ; Is ) แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้ เรียกว่า แรงดันพังทลาย (Breakdown Voltage) และถ้าแรงดันไบกลับสูงขึ้นจนถึงจุดสูงสุดที่ไดโอดทนได้ เราเรียกว่า "แรงดันพังทลายซีเนอร์" (Zener Breakdown Voltage ; Vz) ถ้าแรงดันไบอัสกลับสูงกว่า Vz จะเกิดความร้อนอย่างมากที่รอยต่อของไดโอด ส่งผลให้ไดโอดเสียหายหรือพังได้ แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้เราเรียกว่า แรงดันพังทลายอวาแลนซ์ (Avalance Breakdown Voltage) ดังนั้น การนำไดโอดไปใช้งานจึงใช้กับการไบอัสตรงเท่านั้น



 


ผลกระทบของอุณหภูมิ (Temperature Effects)


                จากการทดลองพบว่า Is ของ Si จะมีค่าเพิ่มขึ้นเกือบ 2 เท่า ทุกๆ ครั้งที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียส ขณะที่ Ge ม ีค่า Is เป็น 1 หรือ 2 micro-amp ที่ 25 องศาเซลเซียส แต่ที่ 100 องศาเซลเซียสจะมีค่า Is เพิ่มขึ้นเป็น 100 micro-amp ระดับกระแสไฟฟ้าขนาดนี้จะเป็นปัญหาต่อการเปิดวงจรเนื่องจากได้รับการไบอัสกลับ เพราะแทนที่ Id จะมีค่าใกล้เคียงศูนย์ แต่กลับนำกระแสได้จำนวนหนึ่งตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น



 


ที่มา:       http://www.chontech.ac.th/~electric/e-learn/unit10/unit10.htm


                http://th.wikipedia.org/wiki

รูปที่ 1 ด้านซ้ายไดโอด ขวา ซีเนอร์อไดโอด
รูป 2 สัญลักษณ์ สัญลักษณ์ของไดโอดเวลาอ่านวงจร
รูปที่ 3 สัญลักษณ์ ของซีเนอร์ไดโอด
« แก้ไขครั้งสุดท้าย: ตุลาคม 16, 2008, 11:24:59 pm โดย harn » บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #7 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 11:27:31 pm »



ไดโอดคงค่าแรงดัน (ซีเนอร์ไดโอด)

เป็นชนิดหนึ่งของไดโอดแบบรอยต่อ PN มีจุดประสงค์ในการรักษาแรงดันให้มีค่าคงที่จึงเรียกว่า ไดโอดคงค่าแรงดันและใช้ชื่อของ C.Zener ผู้ซึ่งตีพิมพ์ทฤษฎีการทำงานของไดโอดชนิดนี้จึงเรียกไดโอดชนิดว่า ซีเนอร์ไดโอด ไดโอดแบบรอยต่อแบบรอยต่อ PN นั้น หากให้แรงดันย้อนกลับโดนด้านสารชนิด P เป็นลบ และด้านสารชนิด N เป็น บวก ก็จะไม่มีกระแสไหลเพราะอยู่ในลักษณะย้อนกลับแต่หากแรงดันนี้สูงขึ้น ถึงค่าหนึ่ง และจะมีกระแสกลับทิศไหลขึ้นมาทันที ดังแสดงในกราฟ

ปรากฏการณ์เช่นนี้เรียกว่า " พังทลาย" (breakdown) แรงดันย้อนกลับในขณะนี้เรียกว่า แรงดันซีเนอร์ ซึ่งแรงดันนี้จะมีลักษณะเด่นคือมีค่าคงที่ ถึงแม้จะมีคำว่า พังทลาย ก็ไม่ได้หมายความว่าไดโอดจะเสียหายไปซึ่งหากไม่ให้กระแสไหลมากเกินไป แล้วเมื่อลดแรงดันย้อนกลับลง คุณสมบัติก็จะกลับมาเหมือนเดิม โดยไม่ต้องเป็นกังวลว่าไดโอดจะเสีย

แม้ว่าจะเป็นแรงดันย้อนกลับ แต่ก็มีกระแสไหลกลับได้ กว่างคือ อิเล็กตรอน และ โฮล จะเคลื่อนที่ซึ่งเป็นเรื่องที่แปลก ปรากฏการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นเนื่องมาจากปรากฏการณ์ซีเนอร์และ ปรากฏการณ์อะวาลันซ์

ปรากฏการณ์ซีเนอร์เป็นปรากฏการณ์ที่กระแสย้อนกลับไหลในรอยต่อ PNที่มีความเข้มข้นของสารเจือปนสูง ซึ่งเมื่อเพิ่มแรงดันย้อนกลับให้สูงขึ้นอิเล็กตรอนที่อยู่ในชั้นว่างเปล่า ส่วนปรากฏการณ์อะวาลันซ์ เกิดเมื่อสนามไฟฟ้าที่กระทำต่อชั้นว่างเปล่ามีค่าสูงขึ้น อิเล็กตรอนพาหะ และ โฮล ก็จะถูกเร่งความเร็วทำให้ไปชนกับอะตอมของผลึกและกระแทกเอาอิเล็กตรอนหลุดออกมา อิเล็กตรอนที่ถูกกระแทกออกมานี้ ก็จะไปชนผลึกต่อไป อีกทีหนึ่งและเป็นเช่นนี้ต่อเนื่องไป ทำให้เกิดผลของการเพิ่มขึ้นเหมือนกับหิมะถล่ม (อะวาลันซ์) ไดโอดคงค่าแรงชนิดที่ทำจากสารซิลิคอนนั้นปกติจะเกิดปรากฏการณ์ซีเนอร์ที่แรงดันต่ำกว่าไม่กี่โวลต์ ส่วนแรงดันที่สูงขึ้นไปจะเกิดปรากฏการณ์อะวาลันซ์ ซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์พังทลายขึ้น

ไดโอดคงค่าแรงดังนี้ ในระยะหลังจะมีโครงสร้างพลานาร์แบบแพร่เป็นส่วนใหญ่หากเป็นแรงดันต่ำแล้วก็จะทำเป็นอีพิทักเชียล หรือใช้ 2 วิธีผสมกันสร้างเป็นแบบรอยต่ำสองชั้น ขนาดของความเข้มข้นของสารเจือปนในสารชนิด P หรือชนิด N และความลาดชันของความเข้มข้นจะถูกปรับ เพื่อสร้างเป็นไดโอดที่มีคุณสมบัติแบบซีเนอร์หลาย ๆ แบบ

ผลิตภัณฑ์โดยทั่วไปจะเป็นแบบที่เรียกว่า DHD (Double Heatsink Diode) คือ เป็นแบบที่ชิ้นของรอยต่อ PN จะถูกประกบด้วยสายไฟเส้นใหญ่ซึ่งใช้เป็นฮีตซิงค์ที่ใช้สำหรับระบายความร้อนไปด้วยในตัว แล้วหุ้มไว้ภายในท่อแก้วขนาดเล็กอีกทีหนึ่ง นอกจากนี้ยังมีแบบที่ใส่ไว้ในตัวถังโลหะที่เรียกว่าแบบกระป๋อง แบบมินิโมล์ดที่หล่อหุ้มด้วยพลาสติกและอื่น ๆ ซึ่งมีแบบขนาดเล็กและใหญ่

ยกตัวอย่างง่าย ๆ ของวงจรค่าแรงดันที่มีซีเนอร์ไดโอดเพื่อสร้างแรงดันที่มีความเสถียรคือ ในวงจร ก เป็นวงจรที่ให้กระแสน้อย แต่ใช้ค่าตัวต้านทานกับซีเนอร์ไดโอดเท่านั้น ในวงจรนี้เมื่อแรงดันขาเทมีค่าสูงกว่าแรงดันซีเนอร์ VZ ตกคร่อมไดโอดแรงดันค่าคงที่ แรงดันส่วนที่เกินจะทำให้เกิดกระแสย้อนกลับไหลในไดโอดโดยผ่านตัวต้านทาน R และเกิดแรงดันตกคร่อม R และแรงดันส่วนนี้เองที่ทำให้แรงดันขาออกลดต่ำลง มีค่าเท่ากับแรงดันซีเนอร์พอดี และแรงดันขาออกก็จะมีค่าคงที่เสมอ

ดังนั้นแม้ว่าแรงดันขาเข้าจะเปลี่ยนแปลงไปก็ตาม ก็จะทำให้กระแสที่ไหลในซีเนอร์ไดโอดโดยผ่านตัวต้านทาน R มีค่าสูงขึ้นและลดลงโดยอัตโนมัติ กล่าวคือ เป็นการดูดกลืนการเปลี่ยนแปลงนั้น ๆ

ในวงจร ข เป็นตัวอย่างที่ใช้ทรานซิสเตอร์และสามารถให้กระแสที่สูงขึ้นได้ และเรียกวงจรนี้ว่า วงจรแหล่งกำเนิดแบบเสถียร ไดโอดแรงดันที่มีค่าคงที่จะเป็นแรงดันมาตรฐาน VZ ทำให้แรงดันขาออกที่มีความเสถียรลดต่ำลงเท่ากับแรงดันตกคร่อมระหว่างขาเบสกับอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ (VBE = 0.6-1 V โดยประมาณ)

ในวงจร ค นั้นใช้ลักษณะที่ผ่านกระแสไฟฟ้าที่แรงดันคงที่ ในการเปลี่ยนคลื่นรูปชายน์ให้เป็นคลื่นสี่เหลี่ยมในวงจรแคล้มป์ หรือใช้เป็นวงจรปรับระดับ (level shift) ในการปรับระดับแรงดันให้มีค่าคงที่ค่าหนึ่ง
คุณสมบัติ ของ Zener Diode และการนำไปประกอบเป็นวงจรในการใช้งาน

ชื่อ Zener Diode ถูกตั้งขึ้นตามนามของ Dr.Carl Zener เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ (semi-conductor device) ที่ใช้ในงานด้าน reverse แทนที่จะเป็นด้าน forward เหมือน semiconductor diode ทั่วไป เพราะมันมีคุณสมบัติในการรักษา reverse voltage ซึ่งคงที่ (ค่อนข้าง) ได้ในย่านกว้างของ reverse current และแทนสัญลักษณ์ของ Zener diode


กราฟบ่งถึงคุณสมบัติของ Zener diode ที่มีต่อศักดาและกระแสหรือ V-I characteritic curve ได้แสดงในรูปที่ 2.

ตามปกติ forward voltage (VF) มีค่าน้อยกว่า reverse voltage (VR) แต่เราอาศัยการทำงานของ zener diode เฉพาะใน reverse direction เท่านั้น ตามที่รูป 9.2 reverse current ในช่วงจากจุด orgin ถึงใกล้จุด knee point เรียกว่า reverse leakage current อันเกิดจาก minority current carrier,Reverse leakage current มีค่าตกอยู่ที่ 80 % ของ zener voltage Vz เมื่อทำการเพิ่ม reverse voltage ให้กับ zener diode นี้จาก 0 ขึ้นไปเรื่อยๆ จะเกิด break down ที่ knee point ของ curve ขณะนี้กระแสเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ต่อการเพิ่มขึ้นของ voltage เพียงเล็กน้อย จึงอาศัยความต้านทาน (resister) มาควบคุมการเพิ่มขึ้นของกระแส นี้เพื่อจำกัดค่ากระแสที่จุดปลอดภัย ณ ตำแหน่ง IZM ทั้งนี้ให้หาดูจาก data sheet หรือคู่มือ zener diode ซึ่งกำหนดค่า IZM หรือมิฉะนั้นก็เป็นค่า maxinum power dissipation มาให้ เราใช้ข้อมูลเหล่านี้กำหนดค่า IZM ส่วนค่า VZ ถือเป็น reference voltage คร่อม zener diode ที่เป็นหัวใจหลักของการศึกษา ครั้งนี้เกิดขึ้นที่ IZT ซึ่งอยู่ที่จุดกึ่งกลางของช่วง linear ในขณะ break down Zener diode ตามท้องตลาด มีค่า VZ ให้เลือกจาก 2.4 volt ถึงประมาณ 250 volt

และ power rating จาก ? ถึง 50 watt.

ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode) เป็นไดโอดชนิดพิเศษที่สร้างให้มีการทำงานแตกต่างจากไดโอดเรียงกระแสทั่วๆไป กล่าวคือ เมื่อให้ไบแอสตรงกับซีเนอร์ไดโอด การทำงานจะเหมือนกับไดโอดเรียงกระแส คือ นำกระแสได้และมีแรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดขณะได้รับไบแอสตรงเท่ากับ VB แต่เมื่อซีเนอร์ไดโอดได้รับไบแอสกลับถึงค่าแรงดันที่กำหนด (กำหนดค่าแรงดันขึ้นในกระบวนการสร้างซีเนอร์ไดโอด เช่น 2.2 V, 5.1 V,6 V,10 V,15 V เป็นต้น) ซีเนอร์ไดโอดจะนำกระแสได้และจะเกิดแรงดันตกคร่อมตัวเองที่เท่ากับค่าแรงดันที่กำหนดจากผู้ผลิต สัญลักษณ์และกราฟ ลักษณะสมบัติของซีเนอร์ไดโอด แสดงในรูปที่ 1. และ 2.

     สัมประสิทธิ์อุณหภูมิ (Temperature Coefficient) ของ zener diode

Diode ทั่วไปที่อาศัยการทำงานในด้าน forward มี temperature coefficient เป็นลบ (negative temperature coefficient หรือ NC ) แต่ zener diode มีค่าของ temperature coefficient ในย่านความกว้างตั้งแต่ลบถึงค่าบวก พิจารณาได้จากรูปที่ 3.

       ในด้านอุณหภูมิ forward เส้นทึบแสดงถึง characteristic curve ของ silicon diode ทั่วไป ในสภาวะอุณหภูมิห้อง 25 องศา เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเช่นเป็น 50 องศา diode จะนำกระแส (conduct) ที่ voltage คร่อมตัวน้อยกว่า 0.7 volt ดังแสดงเส้นประ ซึ่งหากเปรียบเทียบ เส้นทึบกับเส้นประ ณ ค่า forward voltage (VF) ค่าใดค่าหนึ่ง พบว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น กระแส forward ก็เพิ่มขึ้น นั่นคือค่าความต้านทานลดลง ดังนั้นในขณะนี้ diode มีค่า temperature coefficient เป็นลบ (NC) แต่สำหรับ zener diode ทำงานเมื่อได้รับ reverve bias. Zener diode ที่มี VZ <5.6 volt มี temperature coefficient เป็นลบ (NC) การ break down เช่นนี้เรียกว่า zener break down และ zener diode ที่มี VZ >5.6 volt ให้ temperature coefficient เป็นบวก (PC) การ break down ลักษณะนี้เรียก Avalanche-beakdown ส่วน zener diode ที่มี VZ =5.6 volt ถือเป็น OTC หรือ temperature coefficient เป็น 0 นั่นเอง ในที่สุดเราจึงแสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่าง zener voltage กับ temperature coefficient ได้ดังแสดงในรูปที่ 4.

การพังทลายของซีเนอร์ (Zener Breakdown) การพังทลายของไดโอดแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ การพังทลายแบบอะวาลานซ์ (Avalanche) เมื่อไดโอดได้รับไบแอสกลับแรงดันสูงมากทำให้มีกระแสไหลย้อนกลับผ่านไดโอดจำนวนมากทำให้รอยต่อของไดโอดทะลุและใช้งานไม่ได้ การพังทลายอีกแบบหนึ่ง คือ การพังทลายแบบซีเนอร์ เป็นการพังทลายที่เกิดขึ้นกับแรงดันไบแอสกลับค่าต่ำๆ ซึ่งกำหนดได้จากการโดปสารกึ่งตัวนำที่ใช้สร้างเป็นซีเนอร์ไดโอด การพังทลายแบบซีเนอร์นี้จะมีกระแสไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดจำนวนหนึ่ง ซึ่งต้องรักษาไม่ให้เกิดค่าพิกัดสูงสุด และจะเกิดสภาวะที่แรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดมีค่าคงที่ เรียกว่า แรงดันซีเนอร์ (Zener Voltage,VZ) คุณสมบัติข้อนี้สามารถนำซีเนอร์ไดโอดไปสร้างเป็นวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าตรงจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้มีค่าแรงดันคงที่ได้ (Zener Regulated Power Supply) ซีเนอร์ไดโอดที่มีใช้อยู่ในท้องตลาดมีขนาดแรงดันซีเนอร์ตั้งแต่ 1.8 V ถึง 200 V

คุณลักษณะของการพังทลาย (Breakdown Characteristics) พิจารณาจากกราฟลักษณะสมบัติ โดยเฉพาะการพังทลายของซีเนอร์ไดโอดเมื่อได้รับไบแอสกลับดังรูปที่ 2.2 เมื่อเพิ่มแรงดันไบแอสกลับจนถึงค่าแรงดันซีเนอร์(VZ) จะเกิดกระแสไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดมากขึ้น ที่จุดเอียงของกราฟ (Knee Point) จะมีกระแสไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดเท่ากับ IZX และถ้าซีเนอร์ไดโอดได้รับแรงดันสูงขึ้นอีก กระแสจะเพิ่มขึ้นแต่แรงดันซีเนอร์ (VZ) จะคงที่ แต่ถ้าเพิ่มกระแสเกินกว่าค่ากระแสซีเนอร์สูงสุด (IZM) แรงดันซีเนอร์ (VZ) จะไม่คงที่

       ดังนั้นการนำซีเนอร์ไดโอดไปใช้ในการควบคุมให้แรงดันไฟตรงคงที่โดยใช้ค่าแรงดันซีเนอร์นั้น จึงต้องออกแบบวงจรควบคุมให้มีกระแสไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดย่านระหว่างค่ากระแส IZX ถึงค่า IZm สำหรับกระแส I ZT หมายถึง ค่ากระแสทดสอบที่แรงดันซีเนอร์ (Zener Test Current) ซึ่งเป็นค่ากระแสที่พิกัดของแรงดันซีเนอร์ตามค่าที่ผู้ผลิตกำหนดไว้ใน Data Sheet



วงจรสมมูลของซีเนอร์ไดโอด เนื่องจากซีเนอร์ไดโอดมีคุณสมบัติจ่ายแรงดันคงที่เมื่อได้รับไบแอสกลับนั้นในทางอุดมคติ (Ideal) ซีเนอร์ไดโอดจึงมีวงจรเทียบเท่าหรือวงจรสมมูลเป็นแบตเตอรี่มีขนาดแรงดันไฟตรงกับ VZ โดยมีขั้วบวกของ VZ อยู่ที่แคโทดและขั้วลบของ VZ อยู่ที่แอโนดดังรูปที่ 4. (a) แต่ในทางปฏิบัติจะมีค่าความต้านทานภายในรอยต่อของซีเนอร์ไดโอดอยู่ด้วย (RZ) ดังนั้นวงจรสมมูลของซีเนอร์ไดโอดในทางปฏิบัติ

บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #8 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 11:31:52 pm »

ทรานซิสเตอร์
เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่สามารถทำหน้าที่ ขยายสัญญาณไฟฟ้า เปิด/ปิดสัญญาณไฟฟ้า คงค่าแรงดันไฟฟ้า หรือกล้ำสัญญาณไฟฟ้า (modulate) เป็นต้น การทำงานของทราสซิสเตอร์เปรียบได้กับวาลว์ที่ถูกควบคุมด้วยสัญญาณไฟฟ้าขาเข้า เพื่อปรับขนาดกระแสไฟฟ้าขาออกที่มาจากแหล่งจ่ายแรงดัน


ประเภทของทรานซิสเตอร์

[แก้] ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ (Bipolar junction transistor)
ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ (BJT) เป็นทรานซิสเตอร์ชนิดหนึ่ง มันเป็นอุปกรณ์สามขั้วต่อถูกสร้างขึ้นโดยวัสดุสารกึ่งตัวนำที่มีการเจือสารและอาจจะมีการใช้ในการขยายสัญญาณหรืออุปกรณ์สวิทชิ่ง ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ถูกตั้งขึ้นมาตามชื่อของมันเนื่องจากช่องการนำสัญญาณหลักมีการใช้ทั้งอิเล็กตรอนและโฮลเพื่อนำกระแสไฟฟ้าหลัก โดยแบ่งออกได้อีก2ชนิดคือ ชนิดเอนพีเอน(NPN) และชนิดพีเอนพี(PNP) ตามลักษณะของการประกบสารกึ่งตัวนำ


[แก้] ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า (Field-effect transistor)
 ส่วนนี้ของบทความยังไม่สมบูรณ์ คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยเพิ่มเติมเนื้อหาในส่วนนี้

ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า(FET) มีขาต่อสามขา คือ ขา เดรน(drain) เกท(gate) ซอร์ส(source) หลักการทำงานแตกต่างจากทรานซิสเตอร์แบบหัวต่อไบโพลาร์(BJT) นั่นคืออาศัยสนามไฟฟ้าในการสร้างช่องนำกระแส(channel) เพื่อให้เกิดการนำกระแสของตัวทรานซิสเตอร์ ในแง่ของการนำกระแส ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าและแบบหัวต่อไบโพลาร์มีลักษณะของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน นั่นคือกระแสในทรานซิสเตอร์แบบหัวต่อไบโพลาร์จะเป็นกระแสที่เกิดจากพาหะส่วนน้อย(minor carrier) แต่กระแสในทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าจะเกิดจากพาหะส่วนมาก(major carrier)

ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าฟ้าแบ่งเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ

- JFET

- MESFET

- MOSFET ซึ่งแบ่งเป็นสองแบบคือ แบบ depletion และ enhancement

ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าประเภทที่นิยมใช้กันมากที่สุดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ คือ MOSFET

การใช้งานเป็นสวิตช์แบบอิเล็กทรอนิกส์
แบบ NPN จะต่อโหลดเข้าขา C ของทรานซิสเตอร์และต่อไฟลบเข้าขา E จากนั้นให้ทำการไบอัสกระแสเข้าขา B ซึ่งกระแสจะไหลจากขา C ไปยังขา B มากหรือน้อยขึ้นอยุ่กับการไบอัสกระแสที่ขา B ส่วนแบบ PNP จะต่อเข้าในลักษณะคล้ายกันเพียงแต่จะต่อสลับกันระหว่างขา B และ C


« แก้ไขครั้งสุดท้าย: ตุลาคม 17, 2008, 12:21:51 am โดย harn » บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #9 เมื่อ: ตุลาคม 16, 2008, 11:55:50 pm »

เรื่องทรานซิสเตอร์เอาอันนี้ดีกว่า แบบละเอียดมากๆ

http://www.tempf.com/getfile.php?filekey=1224176084.38568_transistor1.doc&mime=application/rtf

การหาขาการวัดด้วยมิเตอร์แบบเข็ม หลักการวัดเหมือนไดโอด คือ วัดการนำกระแสของ ไดโอดแต่ละตัว เนื่องจากทรายซิสเตอร์มี 2 ประเภท คือ NPN ,PNP ตามตัวอย่างเป็นแบบ NPN
1.การหาชนิด ทรานซิสเตอร์
1.1 เริ่มจากการตั้งย่านการวัดที่ x10
1.2 นำสายมิเตอร์จับขาใดขาหนึ่งของทรานซิสเตอร์ ไว้
1.3 สายมิเตอร์อีกเส้น จับวัดสองขาที่เหลือ ที่ละขา พร้อมกับสังเกต ค.ต.ท ที่วัดได้ว่า ต่ำหรือสูง เราพอประมาณค่า ค.ต.ท ไดโอดที่ดีว่า ประมาณเท่าไรได้ เราสนใจ ค.ต.ท ต่ำ 2 ครั้ง หากไม่ได้ลองเปลี่ยน จับขาอื่นๆที่เหลือ
1.4 ถ้า สายวัดสีแดงจับขา 1 และสายวัดสีดำจับ ขา 2,3 มี ค.ต.ท ต่ำ แสดงว่า ขา1 เป็นขา B
ขา 2,3 เป็น C หรือ E (ต้องหาอีกครั้ง) และทรานซิสเตอร์ เป็นชนิด PNP
1.5 ถ้า สายวัดสีดำจับที่ ขา 1 และ สายแดง จับที่ขา 2,3 มีค.ต.ท ต่ำ แสดงว่า ขา 1 เป็นขา B
ขา 2,3 เป็น C หรือ E (ต้องหาอีครั้งหนึ่ง) และทรานซิสเตอร์เป็นชนิด PNP
การหาขา C และ E ที่เหลือหลังจากเรารู้ขา B และ ชนิดทรานซิสเตอร์แล้ว
2.ทรานซิสเตอร์ ชนิด NPN
ใช้สายวัดสีดำจับที่ขา 2 สีแดง จับที่ขา 3 และจับขา B Short กับสายสีดำที่จับขา2 หรือใช้ปากคีบก็ได้ สังเกต ค.ต.ท เปลี่ยนเป็น ลดลงเป็น ค.ต.ท ต่ำหรือไม่
ถ้า ค.ต.ท สูงเหมือนเดิม ขาที่สายสีดำจับอยู่ ขา 2 เป็นขา E ส่วนขา 3 ที่เหลือเป็น ขา C ให้กลับสายมิเตอร์ ใหม่แล้วทำซ้ำ
ถ้า ค.ต.ท ต่ำ แสดงว่าขา 2 ที่สีดำจับอยู่เป็นขา C ขาที่เหลือเป็นขา E
ทิป 1. หากการวัดไม่เป็นตามที่กล่าวมา อาจเป็นไปได้ว่าโครงสร้างทรานซิสเตอร์ เป็นแบบพิเศษ เช่น มี R คร่อม C-E หรือ คร่อม BC หรือเป็นทรานซิสเตอร์แบบ Darlington ต่อดู datasheet ประกอบด้วย
2.อาจเป็นอุปกรณ์อื่นที่ไม่ใช่ทรานซิสเตอร์ ให้ดูวงจรหรือ datasheet ประกอบ
3.การทริก ขา B ด้วยไฟ DC สำหรับทรานซิสเตอร์ขนาดเล็ก ตั้งมิเตอร์ที่ X10 ถ้าตั้ง X1 ทำให้ทรานซิสเตอร์เสียได้ หรือ power transistor ควรตั้งที่ X1 หากตั้ง X10 ทรานซิสเตอร์ไม่ทำงาน และวัดไม่ได้ผล ที่แน่นอน
« แก้ไขครั้งสุดท้าย: ตุลาคม 17, 2008, 12:15:28 am โดย harn » บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #10 เมื่อ: ตุลาคม 17, 2008, 12:11:26 am »

เฟตย่อมาจากคำว่า Field Effect Transistor เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอีกตัวหนึ่งที่มีประโยชน์และมีการนำมาใช้งานกันมาก เฟตเป็นทราน ซิสเตอร์แบบหนึ่ง ทรานซิสเตอร์ปกติจะมีข้อด้อยในด้านอินพุทอิมพีแดนซ์ที่ค่อนข้างต่ำ ดั้งนั้นถ้าหากนำมาใช้ในวงจร ที่ต้องการอินพุทอิมพีแดนซ์สูง ๆ จะต้องออกแบบวงจรค่อนข้างซับซ้อน แต่ปัญหานี้จะหมดไปถ้าหากใช้เฟตแทนทรานซิสเตอร์ เนื่องจากว่าเฟตมีอินพุทอิมพีแดนซ์ที่สูงมาก ทรานซิสเตอร์ธรรมดามักจะทำงานด้วยกระแสไฟฟ้า แต่สำหรับเฟตแล้วจะใช้สนามไฟฟ้าควบคุมการทำงานจึงได้ ชื่อว่า Field effect transistor ซึ่งมีด้วยกัน 2 แบบคือ แบบพีและเอ็นแชนแนล เฟตมีด้วยกัน 2 ชนิดคือ เจเฟต (JFET) และมอสเฟต (MOSFET) โดยจะแตกต่างกันที่ลักษณะของโครงสร้าง

เจเฟต (JFET)


         เจเฟต (JFET) ย่อมาจากคำว่า Junction Field Effect Transistor ลักษณะโครงสร้าง สัญลักษณ์ แสดงดังรูป เฟตจะประกอบด้วยชั้นสารซิลิกอน N ซึ่งได้รับการแพร่ลงบนรอยต่อของชิ้นสารพีและเอ็นเฟตมีขาต่อใช้งาน 3 ขา คือ ขาเกต (gate) เดรน (drain) และซอร์ส (source) ระหว่างขาเดรนกับซอร์สจะได้รับไบแอสตรง ดังนั้นกระแสจะไหลจากขาเดรนไปยังขาซอร์ส




การวัดและทดสอบเจเฟตด้วยโอห์มมิเตอร์
             การตรวจสอบเจเฟตว่าดีหรือเสียด้วยใช้โอห์มมิเตอร์     กรณีที่รู้ตำแหน่งขาแล้วให้ตั้งตำแหน่งการวัดไปที่สเกล R x 10    เนื่องจากที่เกตและซอร์สและเกตกับเดรนเป็นรอยต่อพี-เอ็นเหมือนไดโอด     ดังนั้นถ้าวัดค่าความต้านทานที่เกตกับซอร์ส   หรือเกตกับเดรนครั้งหนึ่งแล้วกลับขั้วมิเตอร์    วัดที่ตำแหน่งเดิมอีกครั้งจะได้ค่าความต้านทานต่ำหนึ่งค่า   กับค่าความต้านทานสูงหนึ่งค่า    ถ้าวัดระหว่างซอร์สกับเดรนแล้วกลับขั้ววัดใหม่    อีกครั้งจะได้ค่าความต้านทานเท่ากันทั้งสองครั้ง    ถ้าวัดได้ตามนี้แสดงว่าเจเฟตยังใช้งานได้
             ในกรณีที่ไม่รู้ขาของเฟตและต้องการวัดหาขาของเฟตโดยไม่เปิดคู่มือโดยวิธี     การวัดขาเป็นคู่ๆ ( โดยใส่สเกล R x 10 เหมือน )     พร้อมทั้งกลับขั้วของมิเตอร์     ถ้าคู่ใดกลับขั้วแล้ววัดได้ค่าความต้านทานเท่ากัน 2 ครั้ง   ขาคู่นั้นคือ   ขาซอร์สกับเดรนโดยขาร่วมเป็นขาเกต     ถ้าขาร่วมเป็นศักย์ไฟบวกจากมิเตอร์    แสดงว่าเป็นแบบเอ็นแชนเนล     ถ้าขาร่วมเป็นศักย์ไฟลบจากมิเตอร์แสดงว่าเป็นแบบพีแชนเนล    แต่ไม่สามารถที่จะแยกได้ว่าขาใดเป็นขาซอร์สและขาเดรน     นอกจากจะเปิดดูจากหนังสือคู่มือหรือทดลองให้ไบอัส     สำหรับขาซอร์สและเดรนนี้เจเฟตบางดตัวอาจใช้สลับกันได้    แต่บางเบอร์ก็มีโครงสร้างที่ไม่สามารถทำเช่นนี้ได้

« แก้ไขครั้งสุดท้าย: ตุลาคม 17, 2008, 12:16:57 am โดย harn » บันทึกการเข้า
harn
กลุ่มคนรักเครื่องเสียง
*

คะแนนแบ่งปันความรู้ 7
ออฟไลน์ ออฟไลน์

กระทู้: 475

Thank You
-Given: 0
-Receive: 166



« ตอบ #11 เมื่อ: ตุลาคม 17, 2008, 12:27:07 am »

MOSFET ในทางดิจิตอลถูกมองว่าเป็นสวิตซ์ โดย nMOS จะเป็นสวิตซ์ที่เมื่อสัญญาณเข้าเป็น "1" สวิตซ์ก็จะปิด ถ้าไม่สวิตซ์ก็ยังเปิดอยู่(normal opened switch) ส่วน pMOS จะเป็นสวิตซ์ที่เมื่อสัญญาณเข้าเป็น "1" สวิตซ์ก็จะเปิด ถ้าไม่สวิตซ์ก็จะปิดอยู่(normal closed switch) และสัญลักษณ์ทั่วไปจะมีสามขา ขากลางเป็น gate ส่วนอีกสองขาคือ sorce และ drain โดยใช้ใน nMOS เป็นหลักเพื่อสื่อสัญลักษณ์เดียวกับทรานซิสเตอร์ทั่วไปคือ ไฟขา base ไหล ขา Collector จะต่อกับ Emittor ส่วน pMOS ก็จะใส่ bubble ที่ขา gate



nMOS เมื่อปล่อยความต่างศักย์สูง จะเกิดสนามไฟฟ้าในทิศลงอย่างแรง โฮลใน p-type จะถูกผลักลงมาอยู่ด้านล่าง(ตามรูปที่ประกอบข้างบน) ประกอบกับมีอิเล็กตรอนอิสระบางส่วนถูกดูดขึ้นไปด้านบน ส่งผลให้บริเวณด้านบนมีอิเล็กตรอนอิสระมากจนเป็น n-type ได้เรียกว่า channel สัญญาณไฟฟ้าก็จะไหลผ่านช่วง channel นี้ซึ่งเป็น n-type เหมือนกับ drain และ sorce ได้โดยใช้อิเล็กตรอนอิสระเป็นพาหะ
pMOS จะทำงานกลับกับ nMOS โดยเมื่อปล่อยความต่างศักย์ต่ำ(โดยมากมักจะติดลบ) จะเกิดสนามไฟฟ้าในทิศขึ้นอย่างแรง อิเล็กตรอนอิสระใน n-type จะถูกผลักลงมาอยู่ด้านล่าง ประกอบกับมีโฮลบางส่วนถูกดูดขึ้นไปด้านบน ส่งผลให้บริเวณด้านบนมีโฮลมากจนเป็น p-type ได้เรียกว่า channel สัญญาณไฟฟ้าก็จะไหลผ่านช่วง channel นี้ซึ่งเป็น p-type เหมือนกับ drain และ sorce ได้โดยใช้โฮลเป็นพาหะ


การวัด เพาเวอร์มอสเฟท .........................

จับเจ้าตัวนอนหงายหันหน้ามาตรง ๆ ห้อยขาลงข้างล่าง  ส่วนใหญ่ ขาจะเรียง  G - S - D ตามลำดับ
(การวัดนี้ เป็นตัวอย่างการวัดเฟทแบบ N)

1. วัด G - S  โดยตั้งมีเตอร์  x10k  วัดสลับสายไป มา  ต้องได้อินฟินิตี้ทั้งสองครั้ง
2. วัด D - S  โดยตั้งมีเตอร์  x1
     2.1 ต่อสาย + เข้า ขา S ,  สาย -  เข้าขา  G
     2.2 ย้ายสาย - ไปที่ขา D ทันที  ผล เข็มมิเตอร์ จะขึ้นเกือบสุด แล้วค่อย ๆ ลดลงจนสุด
3. วัดสลับสาย
    3.1 ต่อสาย - เข้า S,  ต่อสาย + เข้า  G
     3.2 ย้ายสาย - ไป D,  ย้ายสาย + ไป  S   เข็มไม่กระดิกเลย
    3.3 ย้ายสลับสายระหว่าง  D - S  เข็มจะขึ้น ชี้ที่ความต้านทานต่ำ ๆ

ถ้าการวัดขั้นตอนใดไม่เป็นไปตามที่บอก แสดงว่าเฟทเสียแล้วครับ..................
บันทึกการเข้า
หน้า: [1]   ขึ้นบน
  พิมพ์  
 
กระโดดไป:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.17 | SMF © 2006-2015, Simple Machines
Thai language by ThaiSMF | Modification by VBNeverDie.Com


Valid XHTML 1.0! Valid CSS! Dilber MC Theme by HarzeM
หน้านี้ถูกสร้างขึ้นภายในเวลา 0.188 วินาที กับ 23 คำสั่ง