พื้นฐานอิเล็กทรอนิกส์

Electronics นิยาม ศาสตร์ท่วี ่าด้วยการเคลอ่ื นที่ของอเิ ลก็ ตรอน ในสญุ ญากาศหรอื สารกงึ่ ตวั นา

Beyond Electronic Generation Edison VS Tesla

Electronic GenerationFirst Generation : ค.ศ.1883 Edison คน้ พบปรากฏการณ์การไหลของ กระแสไฟฟ้าในหลอดจากไสห้ ลอด (filament) ท่ถี กู อุ่น ให้ร้อนไปยังขัว้ ไฟฟ้าใกลเ้ คียง (plate) ค.ศ.1904 Sir John Ambrose Fleming ได้พัฒนา อุปกรณ์หลอดสญุ ญากาศสองขัว้ (ไดโอด) อุปกรณ์ตวั น้ี สามารถนาไปใชเ้ ป็นตวั แปลงไฟสลบั เป็นไฟตรง และ เปน็ ตวั ตรวจจบั สัญญาณในระบบโทรเลขไรส้ ายได้ ค.ศ.1906 Lee De Forest พฒั นาหลอดสุญญากาศสามขวั้ (ไตรโอด)ท่ีมีขา Grid เอาไวค้ วบคุมการไหลของกระแสระหว่าง Plate และ Filament อกี ชือ่ หนง่ึ ของหลอดสุญญากาศ (vacuum tube) คือหลอดอเิ ล็กตรอน (electron tube) และมีคนเรียกอุตสาหกรรมใหมท่ ี่เก่ียวกบั การสร้างและใชง้ านอปุ กรณ์ดงั กล่าวน้ีวา่ ELECTRONICS

อปุ กรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส์ในยคุ แรกได้ก่อให้เกดิ ความกา้ วหน้าในอตุ สาหกรรมหลายประเภท โดยเฉพาะ อุตสาหกรรมวิทยุโทรทัศน์

และคอมพิวเตอร์ เครือ่ งคอมพิวเตอร์ ENIAC ประกอบดว้ ยหลอดสุญญากาศ 18,000 หลอด

ถงึ แมห้ ลอดสญุ ญากาศจะมีประโยชน์อยา่ งอเนกอนันต์ แต่มันก็มีขอ้ เสยีอยู่หลายประการ กล่าวคือ ตอ้ งใชพ้ ลงั งานสูงมากในการอุ่นไสห้ ลอดต้องใช้กบั แรงดนั สงู ในระดับเป็นรอ้ ยเปน็ พันโวลต์ และเหนอื อืน่ ใดคือมันมีความนา่ เชื่อถือต่าและเสยี ง่าย

Second Generation : Semiconductor (Transistor)ในช่วงสงครามโลกครงั้ ทส่ี อง วิศวกรอังกฤษได้พฒั นาระบบ RADAR ท่มี ีการใช้อปุ กรณส์ ารกงึ่ ตัวนา (Diode) ในวงจรเรยี งสัญญาณ

ยุคของอิเลก็ ทรอนกิ สส์ ารก่ึงตัวนาเร่มิ ต้นในปี ค.ศ. 1947 เมือ่ ทมี นักวิจยัด้านสารกึง่ ตวั นาของ Bell Lab 3 คน Bardeen, Brattain และShockley ไดป้ ระดษิ ฐอ์ ปุ กรณ์ทรานซสิ เตอรเ์ ป็นผลสาเร็จ

ทรานซสิ เตอรม์ ีคุณสมบตั เิ หนอื กว่าหลอดสญุ ญากาศในหลายดา้ น ทาให้มีการนาเอาทรานซสิ เตอรไ์ ปใชแ้ ทนหลอดสุญญากาศ อยา่ งกวา้ งขวาง อาทิ• ระบบส่อื สาร: วิทยุทรานซสิ เตอร์ทีเ่ ริม่ วางจาหน่ายในปี 1954 กลายเป็นสินคา้ ขายดแี หง่ ยุค• คอมพวิ เตอร์: Cray พฒั นาคอมพวิ เตอร์ท่สี รา้ งจากทรานซสิ เตอร์สาเรจ็ ในปี 1958

Third Generation : Integrated Circuit (IC) ในปี ค.ศ. 1958 พัฒนาการดา้ นอิเลก็ ทรอนิกสไ์ ดก้ า้ วไปอกี ขัน้ เมอ่ื Jack Kilby (Texas Instrument) และ Robert Noyce (Fairchild) ต่างพฒั นากรรมวิธกี าร สร้างวงจรรวมเป็นผลสาเร็จ ทัง้ นี้ในวงจรรวมหรือ Microchip (เรยี กย่อ ๆ วา่ Chip) นนั้ อาจประกอบไปดว้ ยทรานซิสเตอร์จานวนหลายตวั อยูร่ ว่ มกับอุปกรณ์อน่ื ๆ เชน่ ไดโอด ตวั ต้านทาน และตวั เก็บประจุ

บดิ าแห่งวงจรรวม : Kilby and Noyce

ขนั้ ตอนการผลิตวงจรรวม die

Integrated Circuits : Level of IntegrationScale of Integration Number of devicesZero Scale Integration (ZSI) 1Small Scale Integration (SSI) 2-30Medium Scale Integration (MSI) 30-103Large Scale Integration (LSI) 103-105Very Large Scale Integration (VLSI) 105-107Ultra Large Scale Integration (ULSI) 107-109Giga- Scale Integration (GSI) 109-1011Tera- Scale Integration (TSI) 1011-1013

Moore’s Lawจำนวนของทรำนซสิ เตอร์ท่ถี ูกบรรจุลงใน IC จะมีจำนวนมำกขึ้นสองเทำ่ ทุก ๆ 18 เดอื น

Unit of Measurement

Electronic Devices

ตวั ตา้ นทานไฟฟา้ (Resistor) เปน็ อปุ กรณท์ ่ใี ช้ในการต้านการไหลของกระแสไฟฟา้ มีใช้มากใน วงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์เรียกส้ันๆ ว่า “R” มีคณุ สมบตั ใิ นการลดกระแสและแรงดันไฟฟ้า โดยสามารถนาไปใช้ได้ทง้ัแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง และแรงดนั ไฟฟา้ กระแสสลบัสญั ลกั ษณข์ องความต้านทานหนว่ ยของความตา้ นทาน (Resistance) คา่ ความต้าน ถกู กาหนดให้มหี นว่ ยเรียกเป็น โอหม์ (OHM) เขียนแทนด้วยเคร่ืองหมายอกั ษรกรีกโบราณ คือ Ω (โอเมก้า หรือ โอหม์ ) ซ่ึงได้จากค่ามาตรฐาน โดยการเอาแรงดันไฟฟ้า 1โวลต์ ตอ่ กบั ความตา้ นทาน 1 โอห์ม และทาใหม้ กี ระแสไหลในวงจร 1 แอมแปร์ ตัวต้านทาน มีคา่ ความสามารถในการทนกาลงั ไฟฟา้ มหี น่วยเป็น วตั ต์ (Watt)











Polyester film PolypropyleneOil capacitorVariable capacitor Tantalum capacitor