TOP

21.1.12 วาริสเตอร์ (Varistor)

      metal oxide varistorFile:Varistor.PNG

          เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอีกชนิดหนึ่งที่ผลิตมาจากซิลิกอนคาร์ไบด์ , สังกะสี ออกไซด์ ( Zincite ) หรือ ไททาเนียมออกไซด์ โดยบดสารแหล่านี้ให้เป็นเม็ดเล็กๆ และ นำไปเผาที่อุณหภูมิสูงจนแข็งตัว เป็นเซรามิก. ลักษณะ เด่นของตัวต้านทานที่แปรค่าตามแรงดันนี้ คือ สามารถเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานได้ตามระดับแรงดันไฟฟ้า การทำงานของวาริสเตอร์คล้ายกับซีเนอร์ไดโอด คือ เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าค่าที่กำหนดมันจะยอมให้กระแสไหลผ่านตัวมันเองได้ ยังผลให้สามารถรักษาระดับของแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในสภาพปกติ วาริสเตอร์ชนิดนี้เรามักจะเรียกว่า วีดีอาร์ (VDR : Voltage Dependent Resistor) และมีบางชนิดที่มีลักษณะการทำงานคล้ายกับไดโอดแต่จุดทำงานจะสูงตามที่กำหนด

          การใช้วาริสเตอร์จะใช้เป็นวงจรป้องกันอุปกรณ์ต่างๆ ไม่ให้ได้รับความเสียหาย เมื่อกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าในวงจรเกิดการเปลี่ยนแปลงสูงขึ้น โดยวาริสเตอร์จะทำหน้าที่แบ่งกระแสไฟฟ้าหรือลดแรงดันไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้ามากเกินปกติ มิฉะนั้นวงจรอาจเกิดการเสียหายได้ สามารถนำไปใช้ งานที่เกี่ยวกับไฟกระแสสลับ ซึ่งไดโอดที่นิยมนำมาใช้ป้องกันวงจรทั่วไปไม่สามารถใช้งานได้ การทำงานของวาริส เตอร์นั้น สามารถเข้าใจได้ง่ายโดยพิจารณาว่าเป็นซีเนอร์ไดโอดสองตัวต่อหลังชนกัน. เมื่อค่าแรงดันที่ป้อนให้วาริสเตอร์ต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้ กระแสจะไหลได้น้อย เนื่องจากค่าความต้านทานสูง เมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น ค่าความต้านทานจะลดลง และกระแสเพิ่มขึ้นอย่างเป็นเอ็กโพเนนเชียล

         การเลือกใช้ชนิดของวาริสเตอร์ให้เหมาะสมกับงานนั้น ไม่จำเป็นที่เราต้องรู้ถึงคุณสมบัติของมันอย่างแท้จริง เพียงแต่ รู้ข้อมูลบางอย่าง เช่น

  • ระดับแรงดันช่วงที่วาริสเตอร์เริ่มทำงาน ซึ่งความแหลมของช่วงแรงดันนี้ เป็นคุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับสารที่ใช้ ทำ ยกตัว อย่างเช่น วาริสเตอร์ที่ทำจากสังกะสี – ออกไซด์ จะมีช่วงแรงดันที่แหลมกว่าชนิดที่ทำจากซิลิ กอนคาร์ไบด์. ส่วนวาริส เตอร์ที่ทำจากไททาเนี่ยมออกไซด์ จะมีช่วงแรงดันค่อนข้างต่ำ ( ประมาณ 2.7 โวลต์ ) แรงดันช่วงที่วาริส เตอร์เริ่มทำงาน นี้จะถูกกำหนดมาสำหรับค่ากระแสที่เหมาะสม ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าของวาริส เตอร์
  • ค่ากระแสยอดสูงสุด หรือ พลังงานของพัลส์สูงสุด ซึ่งสามารถแผ่กระจายออกไป โดยค่าพลังงานของพัลส์สูงสุดนี้ เป็น ตัวแปรที่สำคัญที่สุดในวงจรป้องกัน
การประยุกต์ใช้งาน

          วาริสเตอร์นั้น ถูกนำไปใช้ในการกำจัดสัญญาณรบกวนที่เป็นพัลส์กำลังงานสูง โดยเฉพาะ เช่น จากแสงสว่าง หรือ อื่นๆ ที่เกิดขึ้นในวงจรที่มีตัวเหนี่ยวนำถูกเปิดวงจร. การตัดต่อนี้ อาจจะเป็นผลจากสวิตซ์ ฟิวส์ หรือ จากสารกึ่งตัวนำถ้าสารกึ่งตัวนำ นี้เป็นไทริสเตอร์. คุณอาจจะคิดว่าไม่มีปัญหาเกิดขึ้น เนื่องจากอุปกรณ์นี้จะเปิด วงจรเฉพาะจุดที่แรงดันของปหล่งจ่ายไฟเท่ากับ ศูนษ์ . ดังนั้น จึงไม่น่าที่จะมีแรงดันเหนี่ยวนำเกิดขึ้น ซึ่งความจริงแล้ว การตัดต่อ จะเกิดขึ้นในขณะเดียวกับที่กระแสลดลงต่ำกว่า ค่ายึด ( holding value ) ซึ่งเป็นค่ากระแสที่จำเป็น. สำหรับรักษาให้ไทริสเตอร์ยังคงนำกระแ
สอยู่ ค่ากระแสยึดมีค่าไม่เท่ากับ ศูนย์ จึงทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ จำนวนเล็กน้อยขึ้น. ในหลายๆ กรณี พลังงานสนามแม่เหล็กซึ่งเท่ากับ 1 / 2 L(Iกำลัง2) จะถูกกระจายผ่านไดโอด และ ส่วนของความต้านทานที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วยตัวเอง โดยที่ I เป็นค่ากระแสใน ขณะตัดวงจร เนื่องจากค่าความเหนี่ยวนำด้วยตัวเองส่วนใหญ่ แล้วจะเป็นการควบคุมทาง ด้านไฟกระแสในขณะตัดวงจร และ L เป็นค่าความเหนี่ยวนำทั้งหมดของวงจร. เนื่องจากค่าความเหนี่ยวนำด้วยตัวเองส่วนใหญ่แล้ว จะเป็นการควบคุมทางด้านไฟกระ แสสลับ จึงทำให้ไม่สามารใช้ไดโอดได้. ดังนั้น วาริส เตอร์จึงเป็นหนทางเดียว ที่จะแก้ปัญหานี้ได้.

          สิ่งที่ควรคำนึงถึงในการเลือกใช้วาริสเตอร์สำหรับงานเฉพาะ คือ

  • แรงดันทีเป็นยอดซึ่งอุแกรณ์ที่ถูกป้องกันสามารถทนได้โดยไม่เกิดความเสียหายนั้น จะต้องเลือกวาริสเตอร์ ที่มีค่าแรงดัน เริ่มทำงานต่ำกว่า แรงดันที่เป็นยอดนี้
  • ค่าแรงดันสูงสุด ( VP) ที่ตกคร่อมวาริส เตอร์ภายใต้เงื่อนไขปกติ ( ในงานเกี่ยวกับไฟกระแสสลับ ค่า VP = 1.414 Vrms ) เป็นกฏที่ต้องจำไว้ว่า กระแสที่ไหลผ่านวาริส เตอร์ที่ระดับแรงดันขนาดนี้ จะต้อง ต่ำกว่า 1 mA
  • ค่ากระแสทรานเชียนต์สูงสุด
  • ค่ากำลังงานที่กระจายตัวในวาริส เตอร์ระหว่างมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้น. เมื่อตัววาริส เตอร์ต่อคร่อมตัวเหนี่ยวนำอยู่ ค่ากำลังงานนี้จะต้องน้อยกว่า 1 / 2 L(Iกำลัง2)
  • การกระจายกำลังงานเฉลี่ย โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าตราส่งพัลส์มีค่าสูง หรือ ถ้าแรงดันเริ่มทำงานไม่สูงเกินกว่าค่าแรงดัน ปฏิบัติงานในภาวะปกติ.

 

วาริสเตอร์ ผู้พิทักษ์วงจร : สว่าง ประกายรุ้งทอง

ที่มา : วารสาร SEMICONDUCTER ฉบับที่ 74 เดือน ธันวาคม พ.ศ. 2529 – มกราคม พ.ศ. 2530

Read More
TOP

21.5.10 โฟโต้ไดโอด(Photo Diode)

2.1 โฟโต้ไดโอด (Photo Diode)

          โฟโต้ไดโอด (Photo Diode) เป็นอุปกรณ์เชิงแสงชนิดหนึ่ง ที่ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด P และสารกึ่งตัวนำชนิด N รอยต่อจะถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุที่แสงผ่านได้ เช่น กระจกใส โฟโต้ไดโอดจะมีอยู่ 2 แบบ คือแบบที่ตอบสนองต่อแสงที่เรามองเห็น และแบบที่ตอบสนองต่อแสงในย่านอินฟาเรด (IR Photo Diode) ในการรับใช้งานจะต้องต่อโฟโต้ไดโอดในลักษณะไบอัสกลับ

          โฟโต้ไดโอด (Photo Diode) จะยอมให้กระแสไหลผ่านได้มากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณความเข้มของแสง เมื่อโฟโต้ไดโอดได้รับไบอัสกลับ (Reverse Bias) ด้วยแรงดันค่าหนึ่งและมีแสงมาตกกระทบที่บริเวณรอยต่อ ถ้าแสงที่มาตกกระทบมีความยาวคลื่นหรือแลมด้าที่เหมาะสมจะมีกระแสไหลในวงจร โดยกระแสที่ไหลในวงจร จะแปรผกผันกับความเข้มของแสงที่มาตกกระทบ ลักษณะทั่วไปขณะไบอัสตรง (Forward Bias ) จะยังคงเหมือนกับไดโอดธรรมดาคือยอมให้กระแสไหลผ่านได้

image001

รูปที่ 1 แสดงสัญลักษณ์ และการไบอัสใช้งาน

           โฟโต้ไดโอดเมื่อเทียบกับ LDR (ตัวต้านทานที่แปรค่าตามแสง) แล้วโฟโต้ไดโอดมีการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานเร็วกว่าLDR มาก จึงนิยมนำไปประยุกต์งานในวงจรที่ต้องการความเร็วสูง เช่น เครื่องนับสิ่งของ, ตัวรับรีโมทคอนโทรล, วงจรกันขโมยอินฟาเรดเป็นต้น

           เนื่องจากโฟโต้ไดโอดให้ค่าการเปลี่ยนแปลงของกระแสต่อแสงต่ำ คืออยู่ในช่วง 1-10 mAเท่านั้น ดังนั้นการใช้งานโฟโต้ไดโอดจึงต้องมีตัวขยายกระแสเพิ่มเติม ผู้ผลิตจึงหันมาใช้ทรานซิสเตอร์เป็นตัวขยายกระแสเพิ่มเติมอยู่ในตัวถังเดียวกัน ซึ่งเรียก ว่าโฟโต้ทรานซิสเตอร์(Photo Transistor)

2.2 โฟโต้ทรานซิสเตอร์ (Photo Transistor)

                โฟโต้ทรานซิสเตอร์ (Photo Transistor)จะประกอบด้วยโฟโต้ไดโอดซึ่งจะต่ออยู่ระหว่างขาเบสกับคอลเลคเตอร์ ของทรานซิสเตอร์ ดังรูป 2  กระแสที่เกิดขึ้นจากาการเปลี่ยนแปลงของแสงจะถูกขยายด้วยทรานซิสเตอร์ (Transistor)  ในการใช้งานโฟโต้ทรานซิสเตอร์ รอยต่อระหว่างเบส-อิมิตเตอร์ (Base-Emitter) จะต่อไบอัสกลับ(Reverse Bias) ที่รอยต่อนี้เองเป็นส่วนที่ทำให้เกิดการแปลงค่ากระแสที่ขึ้นอยู่กับความเข้มแสง

image002 

รูปที่ 2 แสดงสัญลักษณ์ โครงสร้าง และวงจรสมมูล ของโฟโต้ทรานซิสเตอร์

2.3 โฟโต้ดาร์ลิงตันทรานซิสเตอร์(Photo DaringtonTransistor)

โฟโต้ดาร์ลิงตันทรานซิสเตอร์ (Photo DaringtonTransistor)คือโฟโต้ทรานซิสเตอร์ 2 ตัวต่อร่วมกันในลักษณะวงจรดาร์ลิงตัน คือต่อในลักษณะขาอิมิตเตอร์(Emitter) ของตัวหนึ่งจะต่อเข้ากับเบส (Base) ของตัวถัดไป ลักษณะการต่อเช่นนี้จะทำให้ทรานซิสเตอร์มีอัตราการขยายสูงขึ้นอีกมาก

 

< /div>

                                                                 image005  

   รูปที่ 3 แสดงสัญลักษณ์ และโครงสร้างของโฟโต้ดาร์ลิงตันทรานซิสเตอร์

Read More
TOP

21.5.9 LDR ตัวต้านทานไวแสง

    ตัวต้านทานไวแสง (Light Independent Resistor) หรือเรียกสั้น ๆ ว่า LDR ทำมาจากสารแคดเมียมซัลไฟล์ (Cds) หรือแคดเมียมซีลิไนด์ (Cdse) ซึ่งเป็นสารประกอบชนิดกึ่งตัวนำมาฉาบบนแผ่นเซรามิคที่ใช้เป็นฐานรอง แล้วต่อขาจากสารที่ฉาบเอาไว้ออกมาดังโครงสร้างในรูป 1
    ตัวต้านทานไวแสง (Light Independent Resistor) หรือเรียกสั้น ๆ ว่า LDR ทำมาจากสารแคดเมียมซัลไฟล์ (Cds) หรือแคดเมียมซีลิไนด์ (Cdse) ซึ่งเป็นสารประกอบชนิดกึ่งตัวนำมาฉาบบนแผ่นเซรามิคที่ใช้เป็นฐานรอง แล้วต่อขาจากสารที่ฉาบเอาไว้ออกมาดังโครงสร้างในรูป 1

 

ldr1
รูป 1 โครงสร้างของ LDR

    ตุณสมบัติทางแสง

    LDR ไวต่อแสงนช่วงคลื่น 400-1000 นาโนเมตร (1 นาโนเมตร = 10-9 เมตร) ซึ่งครอบคลุมช่วงคลื่นที่ไวต่อตาคน (400-700 นาโนเมตร) นั่นคือ LDR ไวต่อแสงอาทิตย์ และแสงจากหลอดใส้ หรือ หลอดเรืองแสง และยังไวต่อแสงอินฟาเรดที่ตามองไม่เห็นอีกด้วย (ช่วงคลื่นตั้งแต่ 700 นาโนเมตรขึ้นไป)

 

ldr2
รูป 2 กราฟแสดงความไวของ LDR ที่ความยาวคลื่นต่าง ๆ กัน เทียบกับตาคน

    คุณสมบัติทางไฟฟ้า

    อัตราส่วนของความต้านทาน LDR ขณะที่ไม่มีแสงกับในขณะที่มีแสง อาจมีค่าต่างกัน 100, 1,000, 10,000 เท่า แล้วแต่แบบหรือรุ่น
    ความต้านทานในขณะไม่มีแสงจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.5 MW ขึ้นไป และความต้านทานขณะที่มีแสงจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 10 KW ลงมาทนแรงดันสูงสุดได้มากกว่า 100 โวลท์ และทนกำลังไฟได้ประมาณ 50 mW

    การวัดความต้านทานของ LDR

    เนื่องจาก LDR ทนกำลังไฟฟ้าได้เพียงประมาณ 50 mW ดังนั้นถ้าเราใช้โอห์มมิเตอร์สเกล Rด1 วัดความต้านทานของ LDR อาจทำความเสียหายให้กับ LDR ได้ เราอาจวัดความต้านทานของ LDR ได้โดยอ้อมดังนี้
    โดยอาศัยวงจรแบ่งแรงดัน เราได้ความสัมพันธ์ระหว่าง V และ V ดังนี้

 

ldr3
รูป 3

    เราสามารถใช้หลักการนี้วัดความต้านทานของ LDR ได้ โดยการต่อ LDR อนุกรมกับโวลท์มิเตอร์แล้วต่อกับแหล่งจ่ายไฟ ดังรูป 4

 

ldr4
รูป 4

    ดังนั้นถ้าตั้งสเกลของโวลท์มิเตอร์ไว้ที่ 10 V ความต้านทานของโวลท์มิเตอร์จะเป็น (10)(20K) = 200 KW หรือตั้งสเกล 5 V จะได้ Rv เป็น (5)(20K) = 100KW เป็นต้น
    เมื่อไปซื้อ LDR มาใช้งาน อาจไม่รู้ค่าความต้านทานของ LDR ไปประกอบกับวงจรชมิดท์ทริกเกอร์ ไปควบคุมการปิดเปิดไฟถนน ซี่งอาจศึกษาได้จากตัวอย่างการใช้งาน

     

    การนำ LDR ไปใช้งาน

    จากหลักการดังกล่าวแล้วจะเห็นว่าเมื่อมีแสงสว่างมาตกที่ตัว LDR กระแสที่ไหลผ่านตัว LDR จะสูง เนื่องจากมีความต้านทานต่ำ และเมื่อไม่มีแสงความต้านทานของ LDR มีค่าสูง ทำให้กระแสไหลไดน้อย เราจึงอาจนำ LDR ไปเป็นส่วนประกอบของมิเตอร์วัดวามเข้มแสงได้ดังนี้

 

ldr5
รูป 5การใช้ LDR เป็นส่วนประกอบของวงจรมิเตอร์วัดแสงอย่างง่าย

    นอกจากนี้เราอาจใช้ LDR ในวงจรควบคุมด้วยแสงได้ดังนี้

 

 

ldr6
รูป 6

 

    ในรูป 6 LDR และความต้านทานปรับค่าได้ 1 MW เป็นวงจรแบ่งแรงดันรูป 6 ก. แรงดัน Vout จะมีค่าเกือบเท่ากับ Vcc เมื่อมีแสงมาตกและจะมีค่าน้อยเมื่อไม่มีแสงมาตาก
    ส่วนรูป 6 ข. เป็นแบบตรงกันข้าม คือ เมื่อมีแสงมาตก แรงดันเอาท์พุทจะมีค่าต่ำ และจะมีค่าสูงเมื่อไม่มีแสงมาตก
    ลองประกอบวงจรสวิทช์ควบคุมด้วยแสงต่อไปนี้

 

ldr7
รูป 7 วงจรสวิทช์ซึ่งจะทำงานเมื่อไม่มีแสงสว่าง

    การทดลองวัดความต้านทานของ LDR

    เนื่องจาก LDR ทนกำลังไฟฟ้าได้เพียงประมาณ 50 mW ดังนั้นถ้าเราใช้โอห์มมิเตอร์สเกล Rด1 วัดความต้านทานของ LDR อาจทำความเสียหายให้กับ LDR ได้ เราอาจวัดความต้านทานของ LDR ได้โดยอ้อมดังนี้
    โดยอาศัยวงจรแบ่งแรงดัน เราได้ความสัมพันธ์ระหว่าง V และ V ดังนี้

 

ldr8
รูป 8

    เราสามารถใช้หลักการนี้วัดความต้านทานของ LDR ได้ โดยการต่อ LDR อนุกรมกับโวลท์มิเตอร์แล้วต่อกับแหล่งจ่ายไฟ ดังรูป 9

 

ldr9
รูป 9

ดังนั้นถ้าตั้งสเกลของโวลท์มิเตอร์ไว้ที่ 10 V ความต้านทานของโวลท์มิเตอร์จะเป็น (10)(20K) = 200 KW หรือตั้งสเกล 5 V จะได้ Rv เป็น (5)(20K) = 100KW เป็นต้น
Read More
TOP

21.1.7 ทรานซิสเตอร์ ( Transistor )

          ทรานซิสเตอร์ถือว่าเป็นหนึ่งในการประดิษฐ์ที่สำคัญในประวัติศาสตร์ยุคใหม่ เฉกเช่น การพิมพ์ รถยนต์ และโทรศัพท์ ทรานซิสเตอร์ถือว่าเป็นอุปกรณ์แบบแอ็คทีฟหลักในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ความสำคัญของทรานซิสเตอร์ในทุกวันนี้เกิดจากการที่มันสามารถถูกผลิตขึ้นด้วยกระบวนการอัตโนมัติในจำนวนมากๆ (fabrication) ในราคาต่อชิ้นที่ต่ำ
          แม้ว่าทรานซิสเตอร์แบบตัวเดียว (Discrete Transtor)หลายล้านตัวยังถูกใช้อยู่แต่ทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันถูกสร้างขึ้นบนไมโครชิป (Micro chip) หรือเรียกว่าวงจรรวม พร้อมกับไดโอด ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุเพื่อประกอบกันเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ วงจรอนาลอก ดิจิทัล หรือวงจรสัญญาณผสม (Mixed Signal) ถูกสร้างขึ้นบนชิปตัวเดียวกัน ต้นทุนการออกแบบและพัฒนาวงจรรวมที่ซับซ้อนนั้นสูงมากแต่เนื่องจากการผลิตที่ละมากๆ ในระดับล้านตัวทำให้ราคาต่อหน่วยของวงจรรวมนั้นต่ำ วงจรตรรกะ (Logic Gate) ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ประมาณ 20 ตัว ในขณะที่หน่วยประมวลผล(Microprocessor) ล่าสุดของปี ค.ศ. 2005 ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ราว 289 ล้านตัว
          เนื่องด้วยราคาที่ถูก ความยืดหยุ่นในและความเชื่อถือได้ในการทำงาน ทรานซิสเตอร์จึงเปลี่ยบเหมือนอุปกรณ์ครอบจักรวาลในงานที่ไม่ใช่งานกล เช่น คอมพิวเตอร์แบบดิจิทัล เป็นต้น วงจรที่ทำงานด้วยทรานซิสเตอร์ยังได้เข้ามาทดแทนอุปกรณ์เชิงกล-ไฟฟ้า (Electromechanical) สำหรับงานควบคุมเครื่องมือเครื่องใช้ และเครื่องจักรต่างๆ เพราะมันมีราคาถูกกว่าและการใช้วงจรรวมสำเร็จรูปร่วมกับการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์นั้นมีประสิทธิภาพในใช้งานเป็นระบบควบคุมดีกว่าการใช้อุปกรณ์เชิงกล
          เนื่องด้วยราคาที่ถูกของทรานซิสเตอร์และการใช้งานคอมพิวเตอร์แบบดิจิทัลที่เกิดขึ้นต่อมาก่อให้เกิดแนวโน้มการสร้างข้อมูลในเชิงเลข (Digitize information) ด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มากด้วยความสามารถในการค้นหา จัดเรียงและประมวลผลข้อมูลเชิงเลข และทำให้มีความพยายามมากมายเพื่อผลักดันให้เกิดการสร้างข้อมูลแบบดิจิทัล สื่อหลายๆ ประเภทในปัจจุบันถูกส่งผ่านรูปแบบของดิจิทัลโดยนำมาแปลงและนำเสนอในรูปแบบอนาลอกด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ การปฏิวัติทางดิจิทัลเช่นนี้ส่งผลกระทบสื่อเช่น โทรทัศน์ วิทยุ และหนังสือพิมพ์

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

altalt

ทรานซิสเตอร์ (TRANSISTOR) คือ สิ่งประดิษฐ์ทำจากสารกึ่งตัวนำมีสามขา (TRREE LEADS) กระแสหรือแรงเคลื่อน เพียงเล็กน้อยที่ขาหนึ่งจะควบคุมกระแสที่มีปริมาณมากที่ไหลผ่านขาทั้งสองข้างได้ หมายความว่าทรานซิสเตอร์เป็นทั้งเครื่องขยาย (AMPLIFIER) และสวิทซ์ทรานซิสเตอร์
ทรานซิสเตอร์ชนิดสองรอยต่อเรียกด้ายตัวย่อว่า BJT (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR) ทรานซิสเตอร์ (BJT) ถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลาย เช่น วงจรขยายในเครื่องรับวิทยุและเครี่องรับโทรทัศน์หรือนำไปใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่
ทำหน้าที่เป็นสวิทซ์ (Switching) เช่น เปิด-ปิด รีเลย์ (Relay) เพื่อควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ เป็นต้น
โครงสร้างของทรานซิสเตอร์image
ทรานซิสเตอร์ชนิดสองรอยต่อหรือ BJT นี้ ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิดพีและเอ็นต่อกัน โดยการเติมสารเจือปน (Doping) จำนวน 3 ชั้นทำให้เกิดรอยต่อ (Junction) ขึ้นจำนวน 2 รอยต่อ การสร้างทรานซิสเตอร์จึงสร้างได้ 2 ชนิด คือ ชนิดที่มีสารชนิด N 2 ชั้น เรียกว่าชนิด NPN และชนิดที่มีสารชนิด P 2 ชั้น เรียกว่าชนิด PNP โครงสร้างของทรานซิสชนิด NPN และชนิด PNP แสดงดังรูป

File:NPN BJT - Structure & circuit.svg

เมื่อพิจารณาจากรูปจะเห็นว่าโครงสร้างของทรานซิสเตอร์จะมีสารกึ่งตัวนำ 3 ชั้น แต่ละชั้นจะต่อลวดตัวนำจากเนื้อสารกึ่งตัวนำไปใช้งาน ชั้นที่เล็กที่สุด (บางที่สุด) เรียกว่า เบส (Base) ตัวอักษรย่อ B สำหรับสารกึ่งตัวนำชั้นที่เหลือคือ คอลเลกเตอร์ (collector หรือ c) และอิมิตเตอร์ (Emitter หรือ E) นั่นคือทรานซิสเตอร์ทั้งชนิด NPN จะมี 3 ขา คือ ขาเบส ขาคอลเลกเตอร์ ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์นิยมเขียนทรานซิสเตอร์แทนด้วยสัญลักษณ์ดังรูป

PNP NPN
alt alt
การทำงานของทรานซิสเตอร์
การทำงานของทรานซิสเตอร์ชนิด NPN
การป้อนแรงดันไฟฟ้าให้กับทรานซิสเตอร์ชนิด NPN คือ การจ่ายไฟลบให้ขา E เมื่อเทียบกับ ที่จ่ายให้ขา B และจ่ายไฟบวกให้ขา C เมื่อเทียบกับไฟลบที่จ่ายให้ขา B มีทั้งไฟบวกและไฟลบ แต่การ เทียบศักย์ Forward นั้นจะเทียบระหว่างขา B กับขา E เท่านั้นทำให้ขา B ซึ่งเป็นสาร P ได้รับแรงไฟ Forward คือเป็นไฟบวกเมื่อเทียบกับขา E เท่านั้นแสดงดังรูป

image รูปการทำงานของทรานซิสเตอร์ชนิด NPN

การทำงานของทรานซิสเตอร์ชนิด PNP
การป้อนแรงดันไฟฟ้าให้กับทรานซิสเตอร์ชนิด PNP โดยการจ่ายไฟบวกให้ขา E เมื่อเทียบ กับไฟลบที่จ่ายให้ขา B และจ่ายไฟลบเข้าขา C เมื่อเทียบกับไฟบวกที่จ่ายให้ขา B ทำให้ขา B มีทั้ง ไฟลบและไฟบวก ทำให้ขา B ซึ่งเป็นสาร N ได้รับ Forward Bias คือ เป็นลบเมื่อเทียบกับขา E เท่านั้น แสดงดังรูป

image
รูปการทำงานทรานซิสเตอร์ชนิด PNP

Read More
TOP

21.1.6 มอสเฟต ( Mosfet )

image

          มอสเฟต (อังกฤษ: metal–oxide–semiconductor field-effect transistor: MOSFET)
เป็นทรานซิสเตอร์ ที่ใช้อิทธิพลสนามไฟฟ้าในการควบคุมสัญญาณไฟฟ้า โดยใช้ออกไซด์ของโลหะ
ในการทำส่วน GATE นิยมใช้ในวงจรดิจิตอล โดยนำไปสร้างลอจิกเกตต่างๆเพราะมีขนาดเล็ก

โครงสร้างของ MOSFET

alt

MOSFET ประกอบด้วยสามส่วน คือ

  • GATE เป็นส่วนที่ทำมาจากออกไซด์ของโลหะ โดยสร้างให้เกิดความต่างศักย์ตกคร่อมระหว่างแผ่นสองแผ่นเพื่อ สร้างสนามไฟฟ้าเพื่อควบคุมการเข้าออกของสัญญาณไฟฟ้า
  • SORCE เป็นส่วนขาเข้าของสัญญาณ
  • DRAIN เป็นส่วนขาออกของสัญญาณ

alt

ประเภทของ MOSFET
  • nMOS (negative MOSFET) เป็นทรานซิสเตอร์ประเภท NPN เมื่อมีความต่างศักย์เป็นบวก (สนามไฟฟ้าแรง) สัญญาณไฟฟ้าจึงจะไหลจาก sorce ไป drain ได้
  • pMOS (positive MOSFET) เป็นทรานซิสเตอร์ประเภท PNP เมื่อมีความต่างศักย์ต่ำหรือเป็นลบ (สนามไฟฟ้าอ่อน) สัญญาณไฟฟ้าจึงจะไหลจาก sorce ไป drain ได้

 

สัญลักษณ์แทน MOSFET

image

สัญลักษณ์
ในทางดิจิตอล

image

        MOSFET ในทางดิจิตอลถูก มองว่าเป็นสวิตซ์ 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

การทำงานของ MOSFET

Mosfet iamion2.GIF

  • nMOS เมื่อปล่อยความต่างศักย์สูง จะเกิดสนามไฟฟ้าใน ทิศลงอย่างแรง 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) จะเกิดสนามไฟฟ้าใน ทิศขึ้นอย่างแรง อิเล็กตรอนอิสระใน n-type จะถูกผลักลงมาอยู่ด้านล่าง ประกอบกับมี
    โฮลบางส่วนถูกดูดขึ้นไปด้านบน ส่งผลให้บริเวณด้านบนมีโฮลมากจนเป็น p-type ได้เรียกว่า channel สัญญาณไฟฟ้าก็จะไหลผ่านช่วง channel นี้ซึ่งเป็น p-type เหมือนกับ drain และ sorce ได้โดยใช้โฮลเป็นพาหะ
Read More
TOP

21.1.5 เอสซีอาร์ ( SCR )

           ซิลิกอน คอนโทรล เร็กติไฟเออร์ (SILCON CONTROL RECTIFIER) หรือนิยมเรียกสั้น ๆ ว่า
เอสซีอาร์ (SCR) เป็นอุปกรณ์ประเภทสารกึ่งตัวนำเช่นเดียวกับพวก ไดโอดและทรานซีสเตอร์ แต่จะมีโครงสร้างของสารกึ่งตัวนำต่อชนกันถึง4ตอน ซึ่งจะเรียกสารกึ่งตัวนำประเภทนี้ว่าอุปกรณ์พวกไทริสเตอร์ (THYRISTOR)อุปกรณ์พวกไทริสเตอร์ เป็นอุปกรณ์จำพวกสารกึ่งตัวนำ ที่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด-ปิดได้
เรียกว่าสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์

          SCR เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำจำพวกไทริสเตอร์ จะมีโครงสร้างประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด P และชนิด N ต่อชนกันทั้งหมด 4 ตอน เป็นสารชนิด P2 ตอน และสารชนิด N 2 ตอน โดยเรียงสลับกัน มีขาต่อออกมาใช้งาน 3 ขา คือ ขาแอโนด (ANODE) ขาแคโถด (CATHODE) และขาเกท (GATE) โครงสร้างและสัญลักษณ์แสดงดังรูป

  image

         จากรูปโครงสร้างของเอสซีอาร์ (SCR) ประกอบไปด้วยสารกึ่งตัวนำ 4 ชิ้นคือ พี – เอ็น – พี – เอ็น
(P – N – P – N) มีจำนวน 3 รอยต่อ
มีขาต่อออกมาใช้งาน 3 ขาคือ
        1. แอโนด (A : Anode)
        2. แคโทด (k : Cathode)
        3. เกต (G : Gate)

สภาวะการทำงานของเอสซีอาร์ (SCR) สามารถแบ่งการทำงานออกได้เป็น 2 สภาวะคือ
        1. สภาวะนำกระแส เรียกว่า ON
        2. สภาวะหยุดนำกระแส เรียกว่า OFF

การทำงานของเอสซีอาร์

        การเปิดเอสซีอาร์ให้นำกระแสนั้น ทำได้โดยการป้อนแรงดันไฟฟ้าบวกที่ขั้วเกตที่เรียกว่าจุดชนวนเกตหรือสัญญาณทริกเกอร์ (Trigerred) ดังรูป

image เอสซีอาร์ยังไม่นำกระแส  เมื่อกดสวิตช์ เอสซีอาร์นำกระแส

การหยุดการทำงานของเอสซีอาร์

        การหยุดการทำงานของเอสซีอาร์นี้จะทำได้เพียงทางเดียวเท่านั้น คือลดค่ากระแสที่ไหลผ่านแอโนดลง จนต่ำกว่าค่าที่เรียกว่า กระแสโฮลดิ้ง (holding current) หรือเรียกว่า Ih และในกรณีที่เอสซีอาร์ถูกใช้งานโดยการป้อนกระแสสลับผ่านตัวมัน การหยุดทำงานของมันจะเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ เมื่อค่าแรงดันไฟสลับที่ให้นั้นใกล้กับจุดที่เรียกว่า "จุดตัดศูนย์" (Zero-crossing point) ซึ่งจะเกิดขึ้นทุก ๆ ครึ่งคาบเวลาของสัญญาณไฟสลับที่ให้แก่วงจรนั้น

image

ถ้าต้องการหยุดการนำกระแสของเอสซีอาร์จากวงจรทำได้โดยกดสวิตช์ S2 หรือ S3

        สิ่งที่กล่าวมาข้างตันเป็นเพียงหลักการทำงานพื้นฐานของเอสซีอาร์ ซึ่งจะเห็นได้ว่า เป็นอุปกรณ์ ที่สามารถนำไปใช้งานได้อย่างง่าย ๆ แต่ข้อสำคัญคือการเลือกใช้เอสซีอาร์ ให้เหมาะกับงานที่ต้องการซึ่งจะพบว่าในการเลือกใช้เอสซีอาร์แต่ละเบอร์นั้น ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเฉพาะของแต่ละเบอร์ เช่นค่าแรงดันและกระแสสูงสุดที่จะทนได้ ค่าความไวของเกตและค่ากระแสโฮลดิ้ง ในตาราง ได้แสดงถึงคุณสมบัติต่าง ๆ เหล่านี้ของเอสซีอาร์เบอร์ต่าง ๆ ที่นิยมใช้ โดย P
IV คือค่าแรงดันสูงสุดที่จะทนได้, Vgt / Igt คือแรงดัน / กระแสที่ใช้ในการทริกที่เกตและ Ih คือกระแสโฮลดิ้ง

การนำ SCR ไปใช้งาน

          SCR ถูกนำไปใช้มากในงานจำพวกไฟฟ้ากำลัง เช่น วงจรควบคุมความสว่าง วงจรควบคุมความเร็วของมอเตอร์ วงจรควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ ระบบควบคุมอุณหภูมิ และวงจรรักษาระดับกำลัง เป็นต้น คุณลักษณะของ SCR นั้น จะนำกระแสในทิศทางตรงเท่านั้น (Forward Direction) ด้วยเหตุผลนี้จึงจัดให้ SCR เป็นอุปกรณ์จำพวก นำกระแสในทิศทางเดียว (Unidirectional Device ) ซึ่งหมายความว่า ถ้าป้อนสัญญาณไฟฟ้า กระแสสลับผ่าน SCR ขาเกทของ SCR จะตอบสนองสัญญาณ และกระตุ้นให้ SCR ทำงานเฉพาะครึ่งบวกของสัญญาณที่จะทำให้อาโนดเป็นบวกเมื่อเทียบกับคาโธดเท่านั้น
       
  การใช้งาน SCR ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง (DC) รูปแสดงระบบสัญญาณเตือนภัยในรถยนต์ เมื่อปิดสวิตซ์อาร์มและสวิตซ์รีเซ็ท ระบบสัญญาณเตือนภัยจะคอยรับสัญญาณจากสวิตซ์ตรวจจับทั้ง 4 ส่วนได้แก่ บริเวณประตู ระบบเครื่องเสียง ฝาปิดเครื่องยนต์ และฝาประโปรงหลัง จากนั้นจึงส่งสัญญาณไปกระตุ้นการทำงานของอุปกรณ์เตือนภัยให้ทำงาน ตัวอย่างในรูปแสดงวงจรการทำงานของระบบเตือนภัยเมื่อเปิดประตูรถยนต์

image

          การเปิดประตูรถยนต์จะทำให้ตัวเก็บประจุ C1 ได้รับการชาร์จประจุผ่านทางไดโอด D และตัวต้านทาน R1 หลังจากช่วงเวลาหนึ่งผ่านไปจะทำให้ประจุไฟฟ้าที่ชาร์จเข้าไปใน C1 มีปริมาณเพียงพอที่จะทำให้ Q1 ทำงาน (ON) และเมื่อ Q1 ทำงาน ก็จะผ่านศักย์ไฟฟ้าบวกที่ขั้วคอลเลคเตอร์ซึ่งมาจากแบตเตอรี่ไปยังขั้วอิมิตเตอร์ และผ่านต่อไปยังขาเกทของ SCR เมื่อขาเกทได้รับการกระตุ้นจากศักย์ไฟฟ้าบวกก็จะทำให้ SCR ปิดวงจร (ON) และกระตุ้นอุปกรณ์เตือนภัยให้ทำงาน

         เนื่องจาก SCR เสมือนกับปิดสวิตซ์เมื่ออยู่ในสภาวะ ON ซึ่งจะผ่านแรงดันไฟฟ้าขนาด    12 V จากแบตเตอรี่ไปยังอุปกรณ์เตือนภัย ซึ่งสภาวะ ON ของ SCR นี้ยังคงอยู่ต่อไปโดยไม่ขึ้นกับสวิตซ์อาร์มหรือสวิตซ์ตรวจจับอื่นใด และเมื่อทำการเปิดสวิตซ์รีเซ็ท ซึ่งซ่อนภายในรถก็ทำให้อุปกรณ์เตือนภัยหยุดทำงาน ค่าของ R1 และ C1 ควรเลือกให้เหมาะสมเพื่อให้มีช่วงเวลาการหน่วงที่พอดีการที่ Q1 และ SCR จะถูกกระตุ้นให้ทำงาน ซึ่งการหน่วงเวลานี้ก็เพื่อให้เจ้าของ รถยนต์เข้าไปในรถ และปลดการทำงานของระบบเตือนภัยโดยการเปิดสวิตซ์อาร์มได้ทันเวลา

SCR ไวแสง

        SCR ไวแสง ( Light Activated Silicon Controlled Rectifier : LASCR) จะทำงานเป็นสวิตซ์ที่ทำงานด้วยแสงชนิดหนึ่ง โดยจะมีลักษณะการทำงานเช่นเดียวกับ SCR มาตรฐาน แต่มีความแตกต่างเพียงว่าการทำงานของ SCRไวแสงจะมีความไวแสงมาก ดังนั้น จึงสามารถใช้แสงที่มาตกกระทบเป็นตัวกระตุ้นให้ SCR ไวแสงทำงานได้ ส่วนใหญ่แล้ว SCR ไวแสงจะมีขาเกทต่อออกมาด้วยเช่นกัน ดังนั้น SCR ไวแสงจึงสามารถถูกกระตุ้นให้ทำงานนำกระแสได้ได้โดยใช้คลื่นสัญญาณไฟฟ้าได้เช่นเดียวกับ SCR มาตรฐานรูป แสดงสัญลักษณ์ และรูปลักษณะของ SCR ไวแสง

 image
image                    image

          สำหรับการทำงานของ SCR ไวแสงนั้น จะมีความไวต่อแสงมากเมื่อจัดให้ขาเกทเปิดวงจรลอยไว้ แต่เพื่อเป็นการลดความไวในการตอบสนองต่อแสงก็สามารถทำได้ โดยต่อตัวต้านทานจากขาเกทเข้ากับขาคาโธด ตัวอย่างการใช้งานของ SCR ไวแสง เช่น วงจรควบคุมการเปิดประตู หรือวงจรสัญญาณเตือนภัย โดยจะใช้เป็นตัวกระตุ้นการทำงานของรีเลย์ ดังแสดงในรูป โดยการทำงานนั้นเมื่อการเปิดสวิตซ์ไฟ แสงจากหลอดไฟจะไปตกกระทบและกระตุ้นให้ SCR ไวแสงทำงาน ส่งผลให้กระแสที่ไหลผ่านขั้วอาโนดเป็นตัวกระตุ้นให้รีเลย์ทำงานโดยการดึงหน้าสัมผัสให้ปิดลง ซึ่งจะทำให้การทำงานของระบบครบวงจร มีข้อสังเกตว่าข้อดีของการใช้ SCR ไวแสงนั้นก็ คือ การกระตุ้นให้ระบบการทำงานจะไม่มีการเชื่อมต่อกันทางไฟฟ้าใด ๆ กับวงจรของระบบเลย

image

Read More
TOP

21.1.3 ตัวเก็บประจุ ( Capacitor )

ถ้าคุณจะสะสมอะไรสักอย่าง คุณก็จะต้องหาที่เก็บรักษาอย่างดี เพื่อให้สิ่งของที่คุณเก็บรักษาอยู่ดี (ไม่สูญหายไปไหน) นั้นมันเป็นเรื่องของสิ่งของที่จับต้องได้ แต่ถ้าเป็นพลังงานไฟฟ้าคุณจะใช้อะไรเก็บมันล่ะ ?
บางคนสงสัยว่าทำไม ตัวอะไร สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้ บ้างอาจคิดไปไกลถึงอุปกรณ์ไฮ-เทคต่างๆ แต่ที่ผมจะกล่าวดังต่อไปนี้ เป็นอุปกรณ์ที่แสนจะธรรมดา สำหรับนักอิเล็กทรอนิกส์สมัครเล่นอย่างเราๆ หรือคุณที่สนใจสามารถเรียนรู้ได้ "ตัวเก็บประจุ" (Capacitor) ไงครับ (นายกระสวยอวกาศ : ออนไลน์)

 image   image

โครงสร้างพื้นฐานของตัวเก็บประจุ

         พื้นฐานโครงสร้างของตัวเก็บประจุประกอบด้วย แผ่นตัวนำสองแผ่นซึ่งเรียกมันว่า "แผ่น 1 เพลต" และคั่นด้วย "แผ่นไดอิเล็กตริก" ซึ่งทำด้วยฉนวนไฟฟ้า เช่น กระดาษ , ไมก้า , เซรามิก หรือ อากาศ ดังแสดงในรูปที่1 เรามักเรียกชื่อของตัวเก็บประจุชนิดค่าคงที่ ตามสารที่ใช้ทำแผ่นไดอิเล็กตริก เช่น ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก ก็จะมีแผ่นไดอิเล็กตริกเป็นเซรามิกนั่นเอง

image
รูปที่ 1 อธิบายพื้นฐานโครงสร้างของตัวเก็บประจุ

          ตัวแปรที่ให้ค่าของตัวเก็บประจุมากหรือน้อยมีอยู่ 3 ประการ คือ
             – พื้นที่แผ่นเพลตที่วางขนานกัน ตัวเก็บประจุที่มีพื้นที่แผ่นเพลตมากก็ยิ่งมีค่าความจุมาก
             – ระยะห่างระหว่างแผ่นเพลต ยิ่งมีความห่างของแผ่นเพลตมากขึ้นค่าความจุก็ยิ่งลดลง
             – ชนิดของสารที่ใช้ทำแผ่นไดอิเล็กตริก ค่าความจุจะเปลี่ยนแปลงไปตามชนิดของสารที่ใช้ทำแผ่นไดอิเล็กตริก
          หน่วยของตัวเก็บประจุคือ "ฟารัด" (Farad) เขียนสัญลักษณ์ย่อว่า "F" ในทางปฏิบัติถือว่า หนึ่งฟารัดมีค่ามาก ..ส่วนใหญ่ค่าที่ใช้จะอยู่ในช่วง ไมโครฟารัดกับพิโกฟารัด
          หนึ่งไมโครฟารัดมีค่าเท่ากับหนึ่งในล้านของฟารัด (1 ไมโครฟารัดเท่ากับ 0.000,001 ฟารัด) ใช้สัญลักษณ์ " mF " (microfarad) และ หนึ่งพิโกฟารัดมีค่าเท่ากับหนึ่งในล้านของหน่วยไมโครฟารัด (1 พิโกฟารัด เท่ากับ 0.000,001 ไมโครฟารัด) ใช้สัญลักษณ์ว่า "pF" (picofarad)
                 1 mF = 1/1,000,000   F = 0.000,001 F
                 1 pF = 1/1,000,000 mF = 0.000,001 mF

หลักการทำงาน

           ถ้าเราจะเปรียบการทำงานของตัวเก็บประจุกับสปริง ขณะเรายืดสปริงออกนั้นหมายถึง เรากำลังให้พลังงานกับสปริง และถ้าปล่อยมือ สปริงก็จะหดตัวกลับที่เดิม ทำให้ก้อนหินถูกดีดออกไป ดังรูปที่ 2 เปรียบเทียบการเก็บประจุและการปล่อยมือให้สปริงหดตัวกับการคายประจุ ของตัวเก็บประจุ

image
รูปที่ 2 การเก็บประจุของตัวเก็บประจุนี้เปรียบได้กับการยืดสปริงเพื่อสะสมพลังงานพลังงานจลน์

การเก็บประจุ

          การเก็บประจุก็คือ การเก็บอิเล็กตรอนไว้ที่แผ่นเพลตของตัวเก็บประจุนั่นเอง  เมื่อนำแบตเตอรี่อื่นๆ ต่อกับตัวเก็บประจุ อิเล็กตรอนจากขั้วลบของแบตเตอรี่ จะเข้าไปออกันที่แผ่นเพลต ทำให้เกิดประจุลบขึ้นและยังส่งสนามไฟฟ้าไป ผลักอิเล็กตรอนของแผ่นเพลตตรงข้าม (เหมือนกับนำแผ่นแม่เหล็กที่มีขั้ว เหมือนกันมาใกล้กันมันก็จะผลักกัน) ซึ่งโดยปกติในแผ่นเพลตจะมี ประจุเป็น + และ – ปะปนกันอยู่ เมื่ออิเล็กตรอนจากแผ่น
เพลตนี้ถูก ผลักให้หลุดออกไปแล้วจึงเหลือประจุบวกมากกว่าประจุลบ ยิ่งอิเล็กตรอนถูกผลักออกไปมากเท่าไร แผ่นเพลตนั้นก็จะเป็นบวกมากขึ้นเท่านั้น (เมื่อเทียบกับอีกด้าน)

image            image  
           ก.                                                                       ข.         

           รูปที่ 3 อธิบายการเก็บประจุของตัวเก็บประจุ

การคายประจุ

          ตัวเก็บประจุที่ถูกประจุแล้ว ถ้าเรายังไม่นำขั้วตัวเก็บประจุมาต่อกัน (ดังในรูปที่ 3 ข.) อิเล็กตรอนก็ยังคงอยู่ที่แผ่นเพลต แต่ถ้ามีการครบวงจร ระหว่างแผ่นเพลตทั้งสองเมื่อไร อิเล็กตรอนก็จะวิ่งจากแผ่นเพลตทางด้านลบ ไปครบวงจรที่แผ่นเพลตบวกทันที เราเรียกเหตุการณ์นี้ว่า "การคายประจุ"

image
รูปที่ 4 การคายประจุของตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุชนิดคงที่ Fixed capacitor

         Capacitor ชนิดนี้จะมีขั้วบวกและขั้วลบบอกไว้ ส่วนใหญ่จะเป็นแบบกลมดังนั้น การนำไปใช้งานจะต้องคำนึงถึงการต่อขั้วให้กับ Capacitor ด้วย จะสังเกตขั้วง่าย ๆ ขั้วไหนที่เป็นขั้วลบจะมีลูกศรชี้ไปที่ขั้วนั้น และในลูกศรจะมีเครื่องหมายลบบอกเอาไว้

  • ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ (Paper capacitor)

image

              ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ นำไปใช้งานซึ่งต้องการค่าความต้านทานของฉนวนที่มี ค่าสูง และ มี เสถียรภาพต่ออุณหภูมิสูงได้ดี มีค่าความจุที่ดีใน ย่านอุณหภูมิที่กว้าง

  • ตัวเก็บประจุแบบไมก้า (Mica capacitor)

image

               ตัวเก็บประจุแบบไมก้านี้ จะมีเสถียรภาพต่ออุณหภูมิ และ ความถี่ดี มีค่าตัวประกอบการสูญเสียต่ำ และ สามารถทำงาน ได้ดีที่ความถี่สูง จะถูกนำมาใช้ในงานหลายอย่าง เช่น ในวงจะจูนวงจรออสซิสเตอร์ วงจรกรองสัญญาณ และวงจรขยาย ความ ถี่วิทยุกำลังสูง จะไม่มีการผลิตตัวเก็บประจุแบบไมก้าค่าความจุสูงๆ ออกมา เนื่องจากไมก้ามีราคาแพง จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการ ผลิตสูงเกินไป

  • ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก (Ceramic capacitor)

image

              ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก โดยทั่วไปตัวเก็บประจุชนิดนี้มีลักษณะกลมๆ แบนๆ บางครั้งอาจพบแบบสี่เหลี่ยมแบนๆ ส่วนใหญ่ตัวเก็บประจุชนิดนี้ มีค่าน้อยกว่า 1 ไมโครฟารัด และเป็นตัวเก็บประจุชนิดที่ไม่มีขั้ว และสามารถทนแรงดันได้ประมาณ 50-100 โวลต์ค่าความจุของตัวเก็บประจุชนิดเซรามิกที่มีใช้กันในปัจจุบันอยู่ในช่วง 1 พิโกฟารัด ถึง 0.1 ไมโครฟารัด

  • ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลติก (Electrolytic capacitor)

image

              ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กทรอไลติก ตัวเก็บประจุชนิดนี้ต้องระวังในการนำไปใช้งานด้วย เพราะมีขั้วที่แน่นอนพิมพ์ติดไว้ด้าน ข้างตัวถังอยู่แล้ว ถ้าป้อนแรงดันให้กับตัวเก็บประจุผิดขั้ว อาจเกิดความเสียหายกับตัวมันและอุปกรณ์ที่ประกอบร่วมกันได้ ขั้วของตัวเก็บประจุชนิดนี้สังเกตได้ง่ายๆ เมื่อตอนซื้อมา คือ ขาที่ยาวจะเป็นขั้วบวก และขาที่สั้นจะเป็นขั้วลบ

  • ตัวเก็บประจุแบบน้ำมัน (Oil capacitor)

image

  • ตัวเก็บประจุแบบโพลีสไตลีน (Polyethylene capacitor)

                 

               (ใช้อักษรย่อ MKS) เป็นตัวเก็บประจุที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับชนิด โพลีโพรไพรีน แต่จะมีประสิทธิภาพทางปริมาตรต่ำกว่า มีค่าความจุ 47 pF ถึง 0.039m F อัตราการทนแรงไฟ 63-630 VDC มีค่าผิดพลาดต่ำเพียง ± 1 % 

  • ตัวเก็บประจุ แทนทาลั่ม (Tantalum capacitor)

imageimage               ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่ม จะให้ค่าความจุสูงในขณะที่ตัวถังที่บรรจุมีขนาดเล็ก และมีอายุในการเก็บรักษาดีมาก ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่มนี้มีหลายชนิดให้เลือกใช้ เช่น ชนิด โซลิต ( solid t
ype ) ชนิด ซินเทอร์สลัก ( sintered slug ) ชนิดฟอลย์ธรรมดา ( plain foil ) ชนิดเอ็ชฟอยล์ ( etched foil ) ชนิดเว็ทสลัก ( wet slug ) และ ชนิดชิป ( chip ) การนำไปใช้งานต่างๆ ประกอบด้วยวงจรกรองความถี่ต่ำ วงจรส่งผ่านสัญญาณ ชนิด โซลิตนั้นไม่ไวต่ออุณหภูมิ และ มีค่าคุณ สมบัติระหว่างค่าความจุอุณหภูมิต่ำกว่า ตัวเก็บประจุ แบบอิเล็กทรอไลติกชนิดใด ๆ สำหรับงานที่ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่มไม่เหมาะกับ วงจรตั้งเวลาที่ใช้ RC ระบบกระตุ้น ( triggering system ) หรือ วงจรเลื่อนเฟส ( phase – shift net work ) เนื่องจากตัวเก็บประจุแบบนี้ มีค่าคุณสมบัติของการดูดกลืนของไดอิเล็กตริก สูง ซึ่งหมายถึงเมื่อตัวเก็บประจุถูกคายประจุ สารไดอิเล็กตริกยังคงมีประจุหลงเหลืออยู่ ดังนั้นเม้ว่าตัวเก็บประจุที่มีคุณสมบัติของ การดูดกลืนของสารไดอิเล็กตริกสูงจะถูกคายประจุประจุจนเป็นศูนษ์แล้วก็ตาม จะยังคงมีประจุเหลืออยู่เป็นจำนวนมากพอ ที่ จะทำ ให้เกิดปัญหาในวงจรตั้งเวลา และ วงจรอื่นที่คล้ายกัน

  • ตัวเก็บประจุแบบไมลา (Milar capacitor)

image           (ใช้อักษรย่อ KT) เป็นตัวเก็บประจุที่นิยมใช้มากเพราะมีเสถียรภาพสูง กระแสรั่วต่ำ มีค่าสัมประสิทธิ์ทางอุณหภูมิสูง ส่วนมากใช้ในด้าน Coupling, Decoupling, Blocking, Bypass, Filter มีด้วยกัน 2 ชนิด ชนิดฟิล์มฟอยล์ จะมีค่าความจุ 0.001-1.0m F อัตราการทนแรงดันไฟฟ้า80 – 200 VDC ค่าผิดพลาด ± 5 – 10 % ชนิดฟิล์มโลหะ จะมีค่า 0.001-10.0 m F อัตราการทนแรงดันไฟฟ้า 60-630 VDC ค่าผิดพลาด ± 5 – 10 %

  • ตัวเก็บประจุแบบไบโพลา (Bipolar capacitor)

image           เป็นตัวเก็บประจุเอเล็กโตรไลติคอีกแบบหนึ่ง ที่ไม่มีขั้ว บวก-ลบ นิยมใช้มากในเครื่องขยายเสียง หรือ วงจรแยกเสียงในลำโพง (Network) หรือใช้ทำหน้าที่เป็นวงจรสตาร์ทในมอเตอร์ของเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น  พัดลม

  • ตัวเก็บประจุแบบโพลีโพรไพลีน (Poiypropyrene)

image           หรือไบแคป(Bi-Cap) เหมือนกับแบบอิเล็กโตรไลต์ติกคาปาซิเตอร์ แต่ไม่มีขั้ว นิยมใช้กันมากในวงจรเครื่องเสียง ขยายเสียง ภาคจ่ายไฟ

ตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้ Variable capacitor

image image

          เป็น Capacitor ชนิดที่ไม่มีค่าคงที่ ซึ่งจะมีการนำวัสดุต่างๆ มาสร้างขึ้นเป็น Capacitor โดยทั่วไปจะมีค่าความจุไม่มากนัก โดยประมาณไม่เกิน 1 ไมโครฟารัด (mF) Capacitor ชนิดนี้เปลี่ยนค่าความจุได้ จึงพบเห็นอยู่ ในเครื่องรับวิทยุต่าง ๆ ซึ่งเป็นตัวเลือกหาสถานีวิทยุโดยมีแกนหมุน Trimmer หรือ Padder เป็น Capacitor ชนิดปรับค่าได้ ซึ่งคล้าย ๆ กับ Varible Capacitor แต่จะมีขนาดเล็กกว่า การใช้ Capacitor แบบนี้ถ้าต่อในวงจรแบบอนุกรมกับวงจรเรียกว่า Padder
Capacitor ถ้านำมาต่อขนานกับวงจร เรียกว่า Trimmer

หน่วยความจุของคาปาซิเตอร์

คาปาซิเตอร์มีหน่วยเป็น ฟารัด (F) ไมโครฟารัด (uF) หรือ MFD และ นาโนฟารัด (nF)

การอ่านค่าความจุของคาปาซิเตอร์

     ตัวเก็บประจุจะบอกลักษณะอยู่ทั้งหมด 3 แบบ คือ
       1. อ่านค่าโดยตรง
       2. บอกเป็นตัวเลข
       3. บอกเป็นแถบสี

1. การอ่านค่าโดยตรง

คาปาซิเตอร์ประเภทนี้ส่วนใหญ่จะมีความจุสูง และบอกอัตราทนแรงดันไฟฟ้าสูงสุดมาด้วย

จากรูปสามารถอ่านได้  1500 ไมโครฟารัด  ทนแรงดันสูงสุดที่ 35 โวลท์

ตัวที่ 1 สามารถอ่านได้ 10 ไมโครฟารัด ทนแรงดันสูงสุดที่ 100 โวลท์

ตัวที่ 2 สามารถอ่านได้ 10 ไมโครฟารัด ทนแรงดันสูงสุดที่ 250 โวลท์

2. การอ่านแบบที่บอกเป็นตัวเลข

         คาปาซิเตอร์ชนิดนี้จะบอกเป็นตัวเลขมา 3 ตำแหน่งด้วยกัน โดยที่ ตัวที่หนึ่งจะเป็นตัวตั้งหลักที่หนึ่ง
ตัวที่สองจะเป็นตัวตั้งหลักที่สอง และตัวเลขตัวที่สามจะเป็นตัวเติมเลขศูนย์ลงไป(หรือตัวคูณก็ได้) หน่วยที่ได้จะเป็นพิโกฟารัด เสมอ ส่วนค่าผิดพลาดถูกบอกในรูปของอักษรแทนเช่น ตัว K มีค่าผิดพลาดเท่ากับ + – 10%

ยกตัวอย่าง

                                                                จากรูป
 

1 0 และเติมศูนย์อีกสองตัว จะได้  1000 pF หรือ 1 nF(หารด้วย1,000) หรือ 0.001 uF (หารด้วย 1,000,000)

อ่านได้ 100 pF

จากรูป

อ่านได้ 150000 pF 150 nF 0.15 uF

3. การอ่านแบบที่บอกเป็นแถบสี

image
หลักอ่านจะคล้ายกับตัวต้านทานครับ

การอ่านค่าสีตัวคาปาซิเตอร์
เหลือง  จะเป็นตัวตั้งหลักที่หนึ่ง มีค่า     4
ม่วง      จ
ะเป็นตัวตั้งหลักที่สอง มีค่า     7
เหลือง   จะเป็นตัวคูณ  มีค่า     x10000
ขาว      จะเป็นเปอร์เซ็นต์ความผิดพลาด มีค่า 10 %
แดง      จะเป็นอัตราทนแรงดันไฟฟ้า     มีค่า 200 V
ดังนั้นสามารถอ่านได้  470000 pF หรือ 0.47 uF

 ศึกษาวิธีอ่านค่าเพิ่มเติม   ตัวอย่าง CODE GUIDE

 

ที่มา : http://sites.google.com/site/velectronic1/capacitor/code-capacit
ที่มา : วารสาร HOBBY ELECTRONICS ฉบับที่ 02 เดือน พฤษภาคม 2534
อ้างอิง: ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น, พันศักดิ์ พุฒิมานิตพงศ์ , ภูสิทฐ บวรวัฒนดิลก

Read More
TOP

21.1.1 ตัวต้านทาน ( Resistor )

รู้ไหมว่า ถ้าเราไม่มีตัวต้านทาน เราก็ไม่สามารถต่อวงจรไฟฟ้ามาใช้งานได้ อ้าวแล้วตัวต้านทานมันยิ่งใหญ่แค่ไหน ก็แค่อุปกรณ์ตัวเล็กๆ มีแถบสีเท่านั้นเอง
          ตัวต้านทานคืออะไร ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่า ตัวต้านทาน คือมันจะต้านทานการไหลไฟฟ้าทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ โดยทั่วไป ตัวต้านทานจะมีอยู่หลายแบบ แตกต่างกันตามขนาดรูปร่าง ตามแต่อัตราทนกำลังไฟฟ้า และตามค่าของมัน ซึ่งค่าของความ ต้านทาน จะมีหน่วยเป็นโอห์ม (ohm) ค่าความต้านทานนี้ในตัวต้านทานบางแบบจะพิมพ์ลงบนตัวมันเลย และก็มีบางแบบเช่นกันที่จะ บอกค่าความต้านทานมาเป็นแถบสี

          ธรรมชาติของตัวต้านทาน

ใช่แล้ว ! บางทีเราพูดได้ว่าตัวต้านทานก็คือตัวนำที่เลวได้ หรือในทางกลับกันตัวนำทีดีหรือตัวนำสมบูรณ์ เช่น ซูเปอร์คอนดักเตอร์ จะไม่มีค่าความต้านทานเลย ดังนั้น ถ้าต้องการทดสอบเครื่องมือวัดของเราว่ามีค่าเที่ยงตรง ในการวัดมากน้อยเท่าใด เราสามารถทดสอบ ได้โดยการนำเครื่องมือวัดของเราไปวัดตัวนำที่มีค่าความต้านทานศูนย์โอห์ม เครื่องมือที่นำไปวัดจะต้องวัดค่าได้เท่ากับ ศูนย์โอห์มทุก ย่านวัด  ตัวนำที่ดีที่สุดหรือตัวนำที่ค่อนข้างดี จำเป็นมากสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ในงานอิเล็กทรอนิกส์จะใช้อุปกรณ์ที่รู้จักกันในชื่อว่า โอห์มมิเตอร์ เป็นเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบค่าความต้านทานของตัวต้านทาน (จักรกฤษณ์ นพคุณ : ออนไลน์ )

          โครงสร้างภายในของตัวต้านทานค่าคงที่

          กรรมวิธีในการผลิตตัวต้านทานมีด้วยกันหลายวิธีตามแต่ชนิดของตัวต้านทาน เช่นการใช้ลวดพันรอบโครงสร้างของตัวต้านทาน แล้วก็ต่อขาออกมาใช้งาน


โครงสร้างภายในของตัวต้านทานคงที่ ก.แบบคาร์บอน ข.แบบไวร์วาวด์ ค.แบบเมตัลฟิล์ม

 

          ตัวต้านทาน 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 elementary charge) ต่อวินาที

                               รูปสัญลักษณ์ ( Symbol )                                      

ตัวต้านทานแบบต่างๆ

ชนิดของตัวต้านทาน

R แบบค่าคงที่ ( Fixed Resistor )
ที่นิยมและเห็นมีการใช้งานอยู่ทั่วไปจะมี 3 แบบ
            
     – แบบที่ 1 Resistor 4 แถบสี  ( ค่าความผิดพลาด 5 % )
                 – แบบที่ 2 Resistor 5 แถบสี  ( ค่าความผิดพลาด 1 % )
                 – แบบที่ 3 Resistor แบบทนวัตต์สูง ( ค่าความผิดพลาด 5-10 % )
R แบบปรับค่าได้ ( Variable Resistor )
Variable Resistor  เรียกตัวย่อสั้นๆว่า  VR   เป็นตัวต้านทานที่สามารถปรับ เปลี่ยนแปลงค่าได้ เช่น ใช้ในการปรับแต่งเสียง แสง สี แรงดันไฟ กระแส และต่าง ๆ มากมาย

การอ่านค่าตัวต้านทาน ก่อนอื่นต้องอ่านค่าสีและท่องจำให้แม่นยำก่อน

หลังจากท่องท่องจำรหัสสีได้แม่นแล้ว ต่อไปจะเป็นการอ่านค่าตัวต้านทาน

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบ 4 แถบส( ค่าความผิดพลาด 5 % )
1. หลักการอ่าน ให้เอาสีทองไว้ด้านขวามือเสมอ จะได้สีแรกที่อยู่ทางด้านซ้ายมือสุด
2. ให้เขียนค่าสีที่ 1 และ 2 ลงไปเลยตามตารางรหัสสีที่ได้จากตาราง
3. สีที่ 3 เป็นตัวคูณ ( 10 ยกกำลัง ค่าสี ) หรือพูดง่ายๆก็คือจำนวนเลข 0 ที่ต้องเติมเข้าไป ยกเว้น
    – สีดำที่เท่ากับ 0 จะไม่ต้องเติมเพราะ 10 ยกกำลัง 0 เท่ากับ 1 คูณกับตัวไหนได้ตัวนั้น ฉะนั้นไม่ต้องเติม
    – สีทองให้เอา 0.1 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้ 
    – สีเงินให้เอา   0.01 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
4. สีที่ 4 จะบอกค่าความผิดพลาด เช่น R ที่มีสีทองเป็นสีสุดท้ายจะมีความค่าผิด + 5 % ของสีที่อ่านได้ หมายความว่า ยกตัวอย่างเช่น R 100 โอห์ม ค่าจริงที่วัดได้อาจจะประมาณ 95 – 105 โอห์มในช่วงนี้

ตัวอย่าง

จากตัวอย่าง R ดังรูปจะได้ค่าความต้านทานเท่ากับ 12000 โอห์ม


น้ำตาล    = 1  ( ตัวตั้ง )
แดง       = 2  ( ตัวตั้ง )
ส้ม         = 000  ( ตัวคูณ 10 ยกกำลัง 3 = 1000 )
ทอง       = ความฃผิดพลาด + 5 %

ซึ่งการอ่านค่าความต้านทานโดยทั่วไป
– ถ้าหากค่าเกิน 1,000 ขึ้นไปมักจะเอา 1,000 ไปหารจะได้หน่วยเป็น K หรืออ่านว่า กิโล
– ถ้าหากค่าเกิน 1,000,000 ขึ้นไปมักจะเอา 1,000,000  ไปหารจะได้หน่วยเป็น M หรืออ่านว่า เมกกะ

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบ 5 แถบส( ค่าความผิดพลาด 1 % จะใช้สีน้ำตาลเป็นสีสุดท้าย แยกห่างจากพวก )
หลักการอ่านค่า R 5 แถบสีนี้ใช้หลักการเหมือนกัน เพียงแต่สีที่เพิ่มเข้ามาเป็นเพียงตัวตั้งหลักที่ 3 เท่านั้นเอง
1. หลักการอ่าน ให้เอาสี น้ำตาล ที่แยกห่างออกจากพวกไว้ด้านขวามือเสมอ ส่วนจะได ้สีแรก ที่อยู่ทางด้านซ้ายมือสุด
2. ให้เขียนค่าสีที่ 1 , 2  และ 3 ลงไปเลยตามตารางรหัสสีที่ได้จากตาราง
3. สีที่ 4 เป็นตัวคูณ ( 10 ยกกำลัง ค่าสี ) หรือพูดง่ายๆก็คือจำนวนเลข 0 ที่ต้องเติมเข้าไป ยกเว้น 
    – สีดำที่เท่ากับ 0 จะไม่ต้องเติมเพราะ 10 ยกกำลัง 0 เท่ากับ 1 คูณกับตัวไหนได้ตัวนั้น ฉะนั้นไม่ต้องเติม
    – สีทองให้เอา 0.1 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
    – สีเงินให้เอา   0.01 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
4. สีที่ 4 จะบอกค่าความผิดพลาด เช่น R ที่มีสีน้ำตาลเป็นสีสุดท้ายจะมีความค่าผิด + 1 % ของสีที่อ่านได้ หมายความว่า ยกตัวอย่างเช่น R 100 โอห์ม ค่าจริงที่วัดได้อาจจะประมาณ 99 – 101  โอห์มในช่วงนี้
ตัวอย่าง

    จากตัวอย่าง R ดังรูปจะได้ค่าความต้านทานเท่ากับ 15000 โอห์ม

น้ำตาล    = 1   ( ตัวตั้ง )
เขียว      = 5   ( ตัวตั้ง )
ดำ         = 0   ( ตัวตั้ง )
แดง       = 00 ( ตัวคูณ 10 ยกกำลัง 2 = 100 )
น้ำตาล = ความฃผิดพลาด + 1 %

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบทนวัตต์สูง ( หรือที่นิยมเรียกกันว่า R กระเบื้อง )
โดยทั้วไป R ประเภทนี้จะเขียนบอกค่า ความต้านทาน และอัตราทนกำลัง ไว้บนตัวถังเลย
ตัวอย่าง

หมายเหตุ : อาจจะเขียนสลับตำแหน่งกันระหว่าง ค่าความผิดพลาดกับ ค่าวัตต์ ก็เป็นได้ 

 

ที่มา : วารสาร HOBBY ELECTRONICS ฉบับที่ 40 เดือน สิงหาคม 2537
และ : http://www.repair-rectifier.com/en_resistor.htm

ศึกษาชนิดของตัวต้านทานแบบต่างๆ เพิ่มเติมที่นี่ครับ
Read More
TOP

บทที่ 21 วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ และการใช้งานทางวิทยาศาสตร์

        เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องอำนวยความสะดวกต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องปรับอากาศ โทรทัศน์ วิทยุ โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ เครื่องซักผ้า เตาไมโครเวฟ นอกจากจะใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงานแล้ว ยังมีส่วนควบคุมที่สามารถกำหนดเงื่อนไขการทำงานได้ตามต้องการ เช่น เวลา ปิด-เปิด การควบคุมเหล่านนี้สามารถกระทำได้โดยการใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และอิเล็กทรอนิกส์
        วิชาอิเล็กทรอนิกส์เกิดขึ้นจากความรู้ฟิสิกส์ทางด้านของแข็ง (Solid-state physics) ไฟฟ้ากระแส ไฟฟ้า-แม่เหล็ก และฟิสิกส์ควอนตัม ทำให้มีวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย เช่น ไดโอด ทรานซิสเตอร์ ไอซี (ซึ่งเป็นวงจรไฟฟ้าเล็กๆ จำนวนมากรวมอยู่ด้วยกัน) ตัวรับรู้ (sensor) ฯลฯ เมื่อนำวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ มาสร้างเป็นเครื่องมือเครื่องใช้ ก็เกิดเป็นเทคโนโลยีทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถนำมาช่วยในการพัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้ โดยเฉพาะในด้านเครื่องมือวัดปริมาณต่างๆ
          เครื่องมือ เครื่องวัดปริมาณต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์ ในระดับที่นักวิจัย นักวิทยาศาสตร์ใช้งานนั้นจะมีเทคโนโลยีทางอิเล็กทรอนิกส์เข้ามาเกี่ยวข้องเสมอ ดังนั้น เราจึงควรจะศึกษาและทำความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์

หน้าที่สำคัญของอิเล็กทรอนิกส์ในงานวิทยาศาสตร์
         
1. ใช้เป็นตัวรับรู้ 
          2.
ใช้ในการวิเคราะห์และตัดสินใจ 
          3.
ใช้ในการควบคุม

21.1 รู้จักวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ชนิดต่างๆ
           21.1.1    ตัวต้านทาน ( Resistor )
           21.1.2    ตัวเหนี่ยวนำ ( Inductor )
           21.1.3    ตัวเก็บประจุ ( Capacitor )
           21.1.4    ไดโอด ( Diode )
           21.1.5    เอสซีอาร์ ( SCR )
           21.1.6    มอสเฟต ( Mosfet )
           21.1.7    ทรานซิสเตอร์ ( Transistor )
           21.1.8    ไอซี ( IC )
           21.1.9    ตัวต้านทานไวแสง LDR (Light Independent Resistor)
           21.1.10  โฟโต้ไดโอด(Photo Diode)
           21.1.11  เทอร์มิสเตอร์ (Thermistor)     
           21.1.12  วาริสเตอร์ (Varistor)       
           21.1.13   รีดสวิตซ์ (reed switch)
           21.1.14   ไมโครโฟนชนิดคอนเดนเซอร์ (Condenser Microphone)
           21.1.15   เพียโซอิเล็กทริค (Piezoelectric)

21.2 วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับเป็นตัวรับรู้ 
          กิจกรรม 21.1 LDR กับความเข้มแสง
          กิจกรรม 21.2 การวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์มิสเตอร์
          กิจกรรม 21.3 สนามแม่เหล็กกับ Reed Switch
          กิจกรรม 21.4 การตรวจวัดรังสีอินฟราเรด

21.3 วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับการวิเคราะห์และตัดสินใจ
           กิจกรรมที่ 21.5 วงจรตรรกะแบบ NOT
           กิจกรรมที่ 21.6 วงจรตรรกะแบบ AND
           กิจกรรมที่ 21.7 วงจรตรรกะแบบ OR

21.4 วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ใช้ในการควบคุม
           21.4.1 สัญญาณไฟฟ้า
           21.4.2 การขยายสัญญาณไฟฟ้า
           21.4.3 การควบคุม

21.5 ตัวอย่างการนำความรู้ทางอิเล็กทรอนิกส์ไปใช้งานทางวิทยาศาสตร์

Read More
TOP

บทที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์

บทที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์
20.1 การพบกัมมันตภาพรังสี
20.2 การเปลี่ยนสภาพนิวเคลียส

20.2.1 องค์ประกอบของนิวเคลียส
20.2.2 การพบนิวตรอน

20.3 การสลายของนิวเคลียสกัมมันตรังสี
20.4 ไอโซโทป
20.5 เสถียรภาพของนิวเคลียส

20.5.1 แรงนิวเคลียร์
20.5.2 พลังงานยึดเหนี่ยว

20.6 ปฏิกิริยานิวเคลียร์

20.6.1 ฟิชชัน
20.6.2 ฟิวชัน

20.7 ประโยชน์ของกัมมันตภาพรังสีและพลังงานนิวเคลียร์
20.8 กัมมันตภาพรังสีในธรรมชาติ อันตรายจากกัมมันตภาพรังสี และการป้องกัน

20.8.1 กัมมันตภาพรังสีในธรรมชาติ
20.8.2 อันตรายจากกัมมันตภาพรังสี
20.8.3 การป้องกันอันตรายจากกัมมันตภาพรังสี

การทดลองและกิจกรรม
การทดลอง 20.1 การทดลองอุปมาอุปมัย การทอดลูกเต๋ากับการสลายของธาตุ
กัมมันตรังสี
โจทย์แบบฝึกหัดบทที่ 20

Read More