Unit 3_Transistor

ก คำนำ เอกสารประกอบการสอน หนว่ ยท่ี 3 เรื่องทรานซสิ เตอร์ วิชางานพ้นื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ รหสั วิชา 30105-0003 โดยเนอ้ื หาสอดคล้องและครบถว้ นสมบูรณ์ตามคำอธบิ ายรายวิชาในหลักสูตร ประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง (ปวส.) พุทธศักราช 2563 ประเภทวิชาอุตสาหกรรม สาขาวิชา อิเล็กทรอนิกส์ ภายในเนื้อหาบทเรียน ประกอบด้วย ชนิดของทรานซิสเตอร์ โครงสร้างของ ทรานซสิ เตอร์ สัญลักษณ์ของทรานซสิ เตอร์ วธิ ีการไบอสั ทรานซิสเตอร์ ลักษณะสมบตั ิทางไฟฟ้าของ ทรานซิสเตอร์ การวัดและทดสอบทรานซิสเตอร์ วงจรใช้งานของทรานซสิ เตอร์ การดำเนนิ การสอน 1) ผ้สู อนต้องดำเนินการสอนตามกำหนดการสอน 2) การจดั กจิ กรรมการเรยี นการสอน มีขนั้ ตอนดงั น้ี (1) ขน้ั เตรียม/ขั้นนำ ประกอบดว้ ย การจดั เตรียมสอ่ื การสอน การตรวจสอบนักเรียน การทดสอบกอ่ นเรียน แจง้ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ และนำเขา้ สบู่ ทเรียน (2) ขน้ั การเรียนการสอน ประกอบดว้ ย การถา่ ยทอดความรู้ การทดสอบความเขา้ ใจ ทำแบบฝกึ หดั พรอ้ มเฉลย ทดลองตามใบงาน ตรวจใบงาน การทดสอบหลงั เรยี น บนั ทึกคะแนน การเกบ็ คะแนน คะแนนประจำหน่วย 60 คะแนน ประกอบด้วย (1) คะแนนแบบฝกึ หัด 20 คะแนน (2) คะแนนปฏบิ ตั งิ าน (ทดลองใบงาน) 20 คะแนน (3) คะแนนพฤตกิ รรม/คะแนนด้านจติ พสิ ยั 10 คะแนน (4) คะแนนทดสอบหลังเรียน 10 คะแนน สันติภาพ มะสะ ผู้จดั ทำ

ข สารบัญ หนว่ ยที่ 3 ทรานซสิ เตอร์ หน้า 3.1 แบบทดสอบกอ่ นเรียน หน่วยท่ี 3 1 3.2 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี น หนว่ ยที่ 3 3.3 ใบความรู้ท่ี 3 98 3.4 แบบฝกึ หัดที่ 3 100 3.5 เฉลยแบบฝึกหดั ท่ี 3 3.6 ใบงานท่ี 3 101 3.7 แบบประเมินผลการปฏบิ ัตงิ าน ใบงานท่ี 3 138 3.8 แบบทดสอบหลงั เรยี น หนว่ ยท่ี 3 141 3.9 เฉลยแบบทดสอบหลงั เรียน หน่วยท่ี 3 3.10 แบบประเมินคุณธรรมจรยิ ธรรมและคณุ ลกั ษณะทพ่ี ึงประสงค์ หนว่ ยที่ 3 142 3.11 เอกสารอา้ งองิ หนว่ ยที่ 3 148 149 151 152 153

98 แบบทดสอบกอ่ นเรียน หนว่ ยที่ 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ชอ่ื หน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชว่ั โมง ชือ่ เรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ เวลา 20 นาที คำสั่ง จงทำเครือ่ งหมายกากบาท () ลงบนตัวเลอื กทถี่ ูกตอ้ ง 1. ทรานซสิ เตอร์แบง่ ตามโครงสร้างได้กช่ี นิด ก. 2 ชนิด ข. 3 ชนดิ ค. 4 ชนดิ ง. 5 ชนิด จ. 6 ชนิด 2. ทรานซสิ เตอร์ชนิดใดที่ไมน่ ำมาใช้ในปจั จุบนั ก. ทรานซสิ เตอรก์ ำลัง ข. ทรานซสิ เตอร์สวิทชิ่ง ค. ทรานซิสเตอรช์ นิดพีเอน็ พี ง. ทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พเี อน็ จ. ทรานซสิ เตอร์ชนิดเยอรมนั เนยี ม 3. ขาใดของทรานซสิ เตอร์ทม่ี โี ครงสรา้ งในการเตมิ สารใหญส่ ดุ ก. เบส ข. อาโนด ค. แคโถด ง. อิมิตเตอร์ จ. คอลเลคเตอร์ 4. การจัดไบอสั ใหก้ บั ขาทรานซสิ เตอร์จะต้องจัดไบอสั อย่างไร ก. ไบอัสตรงทง้ั ด้านอนิ พุตและเอาท์พตุ ข. ไบอสั กลับทงั้ ดา้ นอินพุตและเอาท์พตุ ค. ไบอัสแบบใดกไ็ ดท้ รานซสิ เตอรท์ ำงานไดเ้ สมอ ง. ไบอัสกลบั ดา้ นอนิ พตุ และไบอสั ตรงทางเอาท์พตุ จ. ไบอัสตรงด้านอินพุตและไบอสั กลบั ทางเอาท์พุต 5. ทรานซสิ เตอร์ มีขาใชง้ านกี่ขา ก. 2 ขา ข. 3 ขา ค. 4 ขา ง. 5 ขา จ. 6 ขา

99 แบบทดสอบก่อนเรยี น หน่วยที่ 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพ้ืนฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 5-6 ชอื่ หนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชวั่ โมง ช่ือเร่ือง : ทรานซสิ เตอร์ เวลา 20 นาที 6. สญั ลกั ษณ์ของทรานซิสเตอรช์ นิดเอ็นพเี อน็ กับชนิดพเี อ็นพี ตา่ งกัน ท่จี ุดใด ก. ขาเบส ข. ขาอาโนด ค. ขากราวด์ ง. ขาอิมติ เตอร์ จ. ขาคอลเลคเตอร์ 7. ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าในทรานซสิ เตอร์เป็นไปตามขอ้ ใด ก. ID = IB + IE ข. IE = IC + IB ค. IC = IE + IB ง. IB = IC + IE จ. IB = IA + IK 8. ถ้าการตรวจสอบทรานซสิ เตอรด์ ว้ ยมลั ตมิ เิ ตอร์ พบว่า เขม็ มิเตอร์ ไม่ขึ้นเลย แสดงว่าทรานซสิ เตอรอ์ ยใู่ น สภาพใด ก. ยดื ข. รวั่ ค. ขาด ง. ปกติ จ. ช็อต 9. การวัดหาขาของทรานซิสเตอรด์ ้วยมลั ตมิ เิ ตอร์แบบอนาลอ็ ก จะตอ้ งตงั้ ยา่ นใด ก. hfe ข. DCV ค. ACV ง. Rx10 จ. DcmA 10. ทรานซสิ เตอร์ทำหนา้ ทใี่ ดในวงจร ก. ตดั สญั ญาณ ข. ขยายสญั ญาณ ค. กรองสญั ญาณ ง. เชอื่ มโยงสญั ญาณ จ. รักษาระดบั แรงดนั

100 เฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรยี น หนว่ ยที่ 3 รหสั วิชา 30105-0003 ช่อื วิชา งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ช่ือหนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชวั่ โมง ชอื่ เร่อื ง : ทรานซสิ เตอร์ เวลา 10 นาที เฉลยคำตอบ ขอ้ ที่ ขอ้ ท่ถี ูกตอ้ ง 1ก 2จ 3ง 4จ 5ข 6ง 7ข 8ค 9ง 10 ข ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเต็ม 10 คะแนน

101 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชื่อวิชา งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 5-6 ชอ่ื หน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ช่ือเร่ือง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชั่วโมง จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม 1. บอกชนิดของไดโอดได้ 2. อธบิ ายโครงสร้างของทรานซสิ เตอร์ได้ 3. บอกสญั ลกั ษณข์ องทรานซิสเตอร์ได้ 4. บอกวิธกี ารไบอสั ทรานซสิ เตอรไ์ ด้ 5. อธิบายคณุ สมบัตทิ างไฟฟ้าของทรานซสิ เตอร์ได้ 6. บอกวธิ ีการวัดและทดสอบทรานซิสเตอรไ์ ด้ 7. บอกวงจรใช้งานของทรานซสิ เตอรไ์ ด้ สาระการเรยี นรู้ 1. ชนดิ ของทรานซสิ เตอร์ 2. โครงสรา้ งของทรานซสิ เตอร์ 3. สัญลกั ษณ์ของทรานซิสเตอร์ 4. การไบอสั ทรานซสิ เตอร์ 5. คณุ สมบัตทิ างไฟฟ้าของทรานซสิ เตอร์ 6. การวดั และทดสอบทรานซสิ เตอร์ 7. วงจรใช้งานของทรานซสิ เตอร์

102 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้ังที่ 5-6 ชอื่ หน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ชื่อเร่อื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง ทรานซิสเตอร์ เป็นอุปกรณส์ ารกึ่งตัวนำที่ถูกพฒั นาจากไดโอด มีคุณสมบัตใิ นการขยายสัญญาณได้ จึงสามารถเข้ามาแทนหลอดสุญญากาศ เนื่องจากมีขนาดเล็ก ทำให้ประหยัดเนื้อท่ีและสามารถทำให้อุปกรณ์ เครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ มีขนาดเล็ก กะทัดรัด ราคาถูก สิ้นเปลืองพลังงานน้อย มีความร้อนต่ำ ทนทานและ ปลอดภัยกว่า ที่สำคัญมีความไวในการทำงานสูงกว่าหลอดสญุ ญากาศมาก ๆ นอกจากน้ี ยังทำหนา้ ที่เป็นสวิตช์ อิเลก็ ทรอนกิ ส์ในวงจรตา่ ง ๆ ภาพท่ี 3-1 รปู ร่างของทรานซิสเตอร์และหลอดสญุ ญากาศ ทีม่ าของภาพ : http://teshwin41.blogspot.com/p/blog-page_6480.html 3.1 ชนดิ ของทรานซสิ เตอร์ การแบง่ ชนดิ ของทรานซสิ เตอร์ สามารถแบ่งออกได้แตกต่างกันหลากหลายรปู แบบ ขน้ึ อยู่กับผู้ท่ีทำ การแบ่งชนดิ ของทรานซสิ เตอร์ วา่ จะยดึ ถือรูปแบบใด อาทิเชน่ (1) แบง่ ตามรปู แบบของการใชง้ าน (2) แบง่ ตามเน้ือสารทีน่ ำมาผลิต (3) แบ่งตามโครงสร้าง

103 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหสั วิชา 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ท่ี 5-6 ชอื่ หนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชัว่ โมง ชอื่ เรื่อง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชวั่ โมง 3.1.1 ชนดิ ของทรานซสิ เตอร์ แบง่ ตามรปู แบบของการใชง้ าน ได้ 3 ชนิด คือ 1) ทรานซิสเตอร์สวิตชิ่ง เป็นทรานซิสเตอร์ทีท่ ำหน้าที่เสมือนสวิตช์ ซึ่งส่วนใหญ่จะอยู่ในวงจร ภาคเพาเวอร์ซัพพลายหรือภาคควบคุมการทำงานของโหลด การประยกุ ต์ใชง้ านทรานซิสเตอร์ในวงจรสวติ ชิ่ง นอกจากจะเป็นประโยชนใ์ นงานควบคมุ การ ปดิ และเปิดอปุ กรณ์ไฟฟา้ ตา่ ง ๆ แลว้ ยังเปน็ จุดเร่มิ ต้นของการก้าวเข้าส่โู ลกของดจิ ติ อลอเิ ล็กทรอนกิ ส์ไดด้ ้วย ซึ่ง ในการใชท้ รานซสิ เตอรเ์ ปน็ สวิตช์นั้น จะอาศยั หลกั การเดียวกันกบั การขยายสัญญาณแต่ลักษณะการทำงานของ ทรานซิสเตอร์ จะทำงานอยู่ 2 สถานะ คือ สถานะที่ไม่นำกระแสเลย (OFF) และในสถานะที่นำกระแสเต็มทีจ่ น อ่ิมตัว (ON) ดังภาพที่ 3-2 ภาพที่ 3-2 วงจรทรานซสิ เตอรส์ วิตซ์ ท่ีมาของภาพ : http://electronics.se-ed.com/contents/069S209/069s209_p02.asp ในภาพท่ี 3-2 (ก) เป็นการจำลอง ให้เห็นถงึ การใชท้ รานซิสเตอรท์ ำงานเหมือนกับสวิตชป์ ิด- เปดิ ซ่งึ ถกู ควบคุม ด้วยแรงดนั ทข่ี าเบส สว่ นในภาพ 3-2 (ข) เปน็ ตัวอย่างวงจรง่ายๆ โดยใชส้ วิตชค์ วบคมุ แรงดนั ที่ ขาเบส ผ่านตวั ต้านทาน เพอื่ ปิด-เปดิ หลอดไฟ เมื่อสวติ ชป์ ดิ วงจรหรือท่ีตัวตา้ นทาน มีแรงดนั มากกว่า 0.6 V จะ เกิดกระแสเบสไหลเปน็ ผลให้มีกระแสไหลผา่ นหลอดไฟใหต้ ิดสว่างด้วย

104 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ชื่อวิชา งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ช่ือหนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ชือ่ เร่ือง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่ัวโมง 2) ทรานซิสเตอรก์ ำลงั เปน็ ทรานซิสเตอร์ที่ใช้งานกับแรงดันและกระแสไฟฟา้ คา่ สูง ๆ นิยมนำไป ใชก้ ับงานด้านอุตสาหกรรม ภาพที่ 3-3 รูปรา่ งของทรานซิสเตอรก์ ำลงั ท่มี าของภาพ : http://thai-sci.blogspot.com/2009/05/blog-post_4120.html#!/2009/05/blog- post_4120.html ทรานซิสเตอร์กำลังที่ใช้ในวงจรขยายกำลังสูงๆ จำเป็นต้องมีการระบายความร้อนที่ดีกว่า ทรานซสิ เตอร์ธรรมดา ดงั น้ัน จงึ ตอ้ งสรา้ งตัวถงั โลหะใหใ้ หญ่ขึน้ ซึง่ ถ้าหากทรานซิสเตอรม์ ขี นาดเลก็ จะสามารถ ขยายกำลังหรือรับกระแสไดไ้ มม่ าก นอกจากนี้ อาจสร้างตัวถังเป็นพลาสติกและมีฐานโลหะโผล่ออกมา เพื่อติด แผ่นระบายความร้อน (Heat Sink) เนื่องจากทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ท่ีมีความไวต่ออุณหภูมิ ซึ่งรูปร่างของ ทรานซิสเตอร์ชนดิ นี้ สามารถ สังเกตไดจ้ ากตวั ถังทเี่ ป็นโลหะ 3) ทรานซิสเตอรค์ วามถ่สี งู เป็นทรานซิสเตอร์ท่ีใช้ในวงจรท่ีเกย่ี วขอ้ งกบั ความถี่ เช่น ภาคไอเอฟ ภาคจูนเนอร์ของระบบการส่อื สาร , วงจรรับ-ส่งสญั ญาณวทิ ยแุ ละโทรทศั น์

105 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครงั้ ที่ 5-6 ช่ือหน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชั่วโมง ชือ่ เรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง 3.1.2 ชนดิ ของทรานซสิ เตอร์ แบ่งตามเนอื้ สารทนี่ ำมาผลติ ได้ 2 ชนดิ คือ 1) ทรานซสิ เตอรเ์ ยอรมนั เนี่ยม (Germanium Transistor) เป็นทรานซสิ เตอรย์ ุคแรกไม่คอ่ ยนิยม นำมาใชใ้ นปัจจบุ นั เนอื่ งจากมกี ระแสร่ัวไหลมาก ทรานซิสเตอร์ที่ทำมาจากสารเยอรมันเนีย่ ม สามารถสงั เกตไดง้ ่ายเพราะตัวถังทำดว้ ยโลหะสี ขาวและสามารถระบายความร้อนได้ดีด้วย เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนอันเนื่องมาจากกระแสรั่วไหลมาก ทรานซิสเตอร์ชนิดน้ี อาจมี 4 ขา ซึ่งขาที่ 4 จะเป็นขาชีลค์ (Shield) โดยจะต่อไว้กับตัวถังและขา C จะทำ เครอ่ื งหมายไว้สำหรบั สังเกต ภาพที่ 3-4 รูปรา่ งของทรานซสิ เตอร์ทีท่ ำมาจากสารเยอรมันเนี่ยม ท่มี าของภาพ : www.overclockzone.com 2) ทรานซิสเตอร์ซิลิกอน (Silicon Transistor) เป็นทรานซิสเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง เพราะ กระแสรั่วไหลมนี ้อยมาก จึงเปน็ ทรานซสิ เตอรท์ ไี่ ด้รบั ความนยิ มใชก้ นั ในยคุ ปจั จุบนั ทรานซสิ เตอร์ท่ีเปน็ ชนิดซิลกิ อน ตวั ถังมกั จะเปน็ พลาสติก ซง่ึ มองเหน็ เป็นสดี ำหรือสีเทา โดย การเรียงขาต่าง ๆ จะไม่แน่นอน ทรานซิสเตอร์บางแบบต้องการระบายความร้อนมากกว่าปกติ ดังนั้น จึง จำเป็นต้องใช้ตัวถังแบบโลหะ แต่จะแตกต่างจากทรานซิสเตอร์ชนิดเยอรมันเน่ียมแบบตัวถังโลหะ คือ ตัวถัง อาจจะใหญก่ ว่า ที่สำคัญจะมคี รบี เป็นจุดสงั เกตขา ซงึ่ ตดิ กบั ตวั ถงั

106 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ชือ่ หนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชอ่ื เรือ่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชว่ั โมง ภาพท่ี 3-5 รูปรา่ งของทรานซสิ เตอร์ทที่ ำมาจากซลิ ิกอน ทีม่ าของภาพ : http://th.aliexpress.com/w/wholesale-s9014-transistor.html. 3.1.3 ชนดิ ของทรานซสิ เตอร์ แบง่ ตามโครงสรา้ ง ได้ 2 ชนิด คอื 1) ทรานซสิ เตอร์ชนดิ พเี อ็นพี (PNP) 2) ทรานซสิ เตอร์ชนิด เอ็นพเี อน็ (NPN) 3.2 โครงสรา้ งของทรานซสิ เตอร์ ทรานซสิ เตอร์ ประกอบจากสารกง่ึ ตัวนำชนดิ พี (P) และชนดิ เอน็ (N) นำมาเรียงกัน 3 ชั้น หรอื นำมา ต่อกันเพอ่ื ให้เกิดรอยต่อระหว่างชั้น 2 รอยตอ่ โดยสารตรงกลางจะเปน็ เน้อื สารตา่ งชนดิ กับสารที่อยูห่ ัวและท้าย การนำสารกึง่ ตวั นำไมบ่ รสิ ุทธ์ิชนดิ พี (P) และชนดิ เอ็น (N) มาตอ่ รวมกัน เพอื่ ให้เกิดรอยต่อข้ึนมานัน้ จะใชว้ ิธกี ารโด๊ปหรือกระบวนการทเ่ี รยี กวา่ การออกซิเดชัน่ (Oxidation) ปัจจบุ ัน จะสร้างใหข้ าคอลเลคเตอรเ์ ปน็ ฐานของสารทง้ั หมด แลว้ จะมกี ารกัด เพื่อโด๊ปสารเปน็ ขาเบสและขาอิมติ เตอร์ลงไป ขาใช้งานของทรานซสิ เตอร์ มี 3 ขา คอื 1) ขาคอลเลคเตอร์ (Collector) เรยี กย่อ ๆ ว่าขา C เป็นขาทม่ี ีโครงสรา้ งในการโดป๊ สารใหญท่ ีส่ ดุ 2) ขาอมิ ติ เตอร์ (Emitter) เรยี กยอ่ ๆ ว่าขา E เป็นขาทม่ี โี ครงสรา้ งในการโด๊ปสาร รองลงมา และ อยู่ฝ่ังตรงข้ามกบั ขาคอลเลคเตอร์ 3) ขาเบส (Base) เรียกยอ่ ๆ ว่าขา B เปน็ สว่ นท่อี ยตู่ รงกลางระหว่าง C กบั E มพี น้ื ทข่ี องโครงสร้าง แคบท่สี ดุ เมอื่ เทียบกบั อกี สองสว่ น

107 ใบความรู้ หน่วยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชือ่ วิชา งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครงั้ ท่ี 5-6 ช่ือหนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชว่ั โมง ชื่อเรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชัว่ โมง CC P N BN BP P N EE (ก) ทรานซิสเตอร์ชนดิ พเี อ็นพี (ข) ทรานซิสเตอร์ชนิดเอ็นพเี อน็ ภาพท่ี 3-6 โครงสรา้ งของทรานซสิ เตอร์ 3.3 สัญลักษณ์ของทรานซสิ เตอร์ สัญลักษณ์ของทรานซิสเตอรท์ น่ี ยิ มใช้จนถงึ ปัจจบุ ัน จะมรี ปู รา่ งตามการแบ่งชนิด ตามโครงสร้างของ ทรานซสิ เตอร์ ซ่ึงมี 2 ชนดิ คอื ชนิดพเี อน็ พี (PNP) กับ ชนดิ เอน็ พีเอ็น (NPN) ท้งั น้ี จะมลี ักษณะแตกต่างกันตรง ขาอมิ ติ เตอร์เทา่ นั้น โดยทรานซสิ เตอร์ชนดิ พีเอ็นพี จะมลี กู ศรชเ้ี ขา้ ส่วนทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พีเอน็ จะมลี ูกศร ชอ้ี อก C C BB EE (ก) ทรานซิสเตอร์ชนดิ พเี อน็ พี (ข) ทรานซิสเตอร์ชนดิ เอ็นพเี อน็ ภาพท่ี 3-7 สญั ลกั ษณข์ องทรานซิสเตอร์

108 ใบความรู้ หน่วยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ท่ี 5-6 ช่อื หนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชว่ั โมง ชอ่ื เร่ือง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง 3.4 การไบอัสทรานซสิ เตอร์ การจะทำให้เกดิ การไหลของกระแสหรอื ทำให้ทรานซสิ เตอรท์ ำงานไดน้ ้นั ต้องใหไ้ บอัสทรานซสิ เตอร์ และกระแสทป่ี รากฏทางด้านเอาต์พุต ต้องสามารถควบคมุ กระแสได้ด้วย จึงทำให้ทรานซสิ เตอรข์ ยายสัญญาณได้ ทรานซิสเตอร์ มี 3 ขา การป้อนแรงดันท่เี หมาะสมหรอื ไบอัสทีถ่ กู ตอ้ ง จะทำใหท้ รานซสิ เตอรท์ ำงาน ได้ ถา้ นำมาเปน็ วงจรขยาย สามารถทำการขยายได้ดที ี่สุด โครงสรา้ งของวงจรไฟฟา้ จะมดี ้านอนิ พุตและเอาต์พุต ดา้ นละ 2 ข้ัว แตท่ รานซสิ เตอร์ มี 3 ขา จะใช้ ขาหนง่ึ เปน็ อินพุต ขาหน่ึงเปน็ เอาต์พุต และขาท่ีเหลอื จะเปน็ จุดร่วมระหว่างอนิ พุตกบั เอาทพ์ ุต INPUT วงจรไฟฟา้ OUTPUT E C INPUT OUTPUT B ภาพท่ี 3-8 หลักการไบอัสทรานซิสเตอร์ วัตถุประสงค์ของการไบอสั ทรานซสิ เตอร์ จะสร้างจากหลักการท่ตี ้องการใหก้ ระแสทางดา้ นอนิ พุต ไปควบคมุ กระแสเอาต์พุต ดังนั้น การไบอสั ทางด้านเอาต์พุต จะต้องให้ไบอัสแบบรเี วิรด์ ถ้าใหไ้ บอสั แบบฟอรเ์ วริ ด์ จะทำให้กระแสทางด้านเอาต์พุตเป็นอิสระจากอินพุต จนไม่สามารถควบคมุ การไหลของทรานซสิ เตอรไ์ ด้ ส่วน ทางดา้ นอินพุตจะต้องให้แบบฟอร์เวริ ์ด โดยคา่ แรงดันฟอร์เวริ ์ด ไมจ่ ำเป็นจะตอ้ งเปน็ แรงดันไฟฟา้ ท่ีมีค่าสูง แต่ ถา้ ให้กระแสอินพุตสูงเกนิ ไปจะทำให้กระแสเอาต์พุตเกดิ การอิ่มตัวกอ่ นได้ 3.4.1 การไบอัสทรานซิสเตอรช์ นดิ เอ็นพีเอน็ เมอื่ ให้ขาเบส (B) กบั ขาอมิ ติ เตอร์ (E) ไดร้ บั ไบอัสแบบฟอรเ์ วริ ์ด จะทำใหเ้ กิดกระแสไหลจาก ขาอิมิตเตอร์ (E) ไปยังขาเบส (B) แต่เนื่องจากว่า ขาเบส (B) นนั้ เป็นขาทม่ี พี ้นื ท่ีในการโดป๊ สารน้อยมาก จงึ ทำให้ ประจจุ ำนวนมากของโฮลมารวมกนั ที่ขาเบส (B) เพอ่ื จะใหค้ รบวงจร ดังน้นั จึงตอ้ งใช้แรงดนั ไฟฟ้าลบค่าสงู ๆ มา ดึงประจทุ างดา้ นขาคอลเลคเตอร์ (C) จะทำใหเ้ กดิ การไหลของกระแสคอลเลคเตอร์ (IC) ได้ ซงึ่ สามารถสรุปได้ว่า IE = IB + IC

109 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ท่ี 5-6 ชอื่ หน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชอ่ื เร่ือง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชัว่ โมง IE E N P N C IC IE IC E C IB B IB B VBE VBC ภาพที่ 3-9 การไบอัสทรานซสิ เตอร์ชนิดเอน็ พีเอน็ 3.4.2 การไบอัสทรานซิสเตอรช์ นิดพเี อน็ พี IE E P N P C IC IE IC E C IB B IB B VBE VBC ภาพที่ 3-10 การไบอัสทรานซสิ เตอรช์ นิดพีเอ็นพี เมือ่ ให้ขาเบส (B) กับขาอิมิตเตอร์ (E) ได้รบั ไบอสั แบบฟอรเ์ วริ ์ด จะทำให้เกดิ กระแสไหลจากขาเบส (B) ไปยงั ขาอมิ ติ เตอร์ (E) แตเ่ นอื่ งจากขาเบส (B) น้ัน มพี ้ืนทีใ่ นการโด๊ปสารแคบมาก จึงทำให้ประจุส่วนใหญ่ไม่ สามารถไหลผ่านไปได้ จึงต้องใช้แรงดันไฟฟ้าบวกสูงๆ มาผลักดันประจุทางด้านเอาต์พุตให้เคลื่อนที่ไปยังขา อมิ ิตเตอร์ (E) จะ ทำให้เกดิ การไหลของกระแสอิมติ เตอร์ (IE) ได้ ซึง่ สามารถสรปุ ไดว้ ่า IE = IB + IC 3.5 คุณสมบตั ทิ างไฟฟา้ ของทรานซสิ เตอร์ จากภาพที่ 3-11 เป็นการไบอสั ทรานซสิ เตอร์ตามโครงสร้าง เม่ือนำมาเขยี นใหมเ่ ป็นวงจรโดยแทน ด้วยสัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์ จะได้ดังภาพที่ 3-12 ทางด้านอินพุต ขา B และ E จะต่อเข้ากบั แบตเตอรี่ VB และตัวต้านทานปรับค่าได้ RB เนื่องจากโครงสร้างของขา B และ E มีลักษณะเหมือนไดโอดและต่อ VB เข้าใน ลักษณะไบอัสตรง จงึ เกดิ กระแสไหลทางขา B , E เรียกว่า IB ซง่ึ สามารถนำมาเขียนเปน็ กราฟแสดงความสมั พันธ์ ของ VBE และ IB ได้ดังภาพท่ี 3-13 และมลี ักษณะเหมือนกราฟของไดโอดดว้ ย นั่นคือ ถ้าหาก VBE มีค่ามากกว่า 0.65 V จะเกดิ IB ไหลได้ โดยมกี ารจำกัดกระแสดว้ ย RB ถา้ RB ปรบั ไว้ที่ค่านอ้ ย ๆ จะมี IB ไหลไดม้ าก

110 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวิชา งานพ้ืนฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้ังท่ี 5-6 ชื่อหน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชัว่ โมง ช่อื เร่อื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชวั่ โมง E C EP N PC NP N + VB B ICE VB + IBE B ICE ++ (ก) การไบอVสั Sทรานซสิ เตอร์ ชนิดเอน็ พเี อ็น (ข) การไบอัสทVรSานซสิ เตอร์ ชนดิ พีเอน็ พี ภาพที่ 3-11 การเกิดกระแส เม่อื มีการป้องแรงดันที่ขาตา่ ง ๆ ทีม่ าของภาพ : http: //electronics.se-ed.com/contents/068S165/068s165_p02.asp RB RC IC + VS VB + RC IC + VB + IB VS RB (ก) การไบอสั ทรานซิสเตอร์ ชนิดเอ็นพเี อ็น (ข) การไบอสั ทรานซสิ เตอร์ ชนดิ พีเอ็นพี ภาพที่ 3-12 วงจรการเกิดกระแส เมอ่ื มีการปอ้ งแรงดันท่ีขาตา่ ง ๆ เม่ือมี IB ไหลผา่ นระหว่างขา B–E ในวงจร จะเกิดกระแสระหว่างขา C–E เรียกวา่ IC ไหลในวงจร ด้วย และค่า IC สามารถหาได้จากกราฟในภาพท่ี 3-13 ซึ่งเป็นกราฟที่แสดงถึงการทำงานของทรานซิสเตอร์ อย่างแทจ้ รงิ เรมิ่ ตน้ พจิ ารณาท่ี IB สมมตวิ า่ ปรบั RB ให้ ได้ค่า IB เป็น 1 mA จะเกิดกระแส IC ขนึ้ คา่ หนึ่ง (สมมติ เปน็ 100 mA) เม่อื ปรบั IB มากขนึ้ เป็น 2 mA จะได้ IC เป็น 200 mA ในทำนองเดยี วกนั เมอื่ ปรับ IB เปน็ 3 , 4 และ 5 mA จะได้ ICE เป็น 300 mA , 400 mA , 500 mA ตามลำดับ ซึ่งจะได้สูตรของอัตราขยายกระแส  (เบต้า) วา่

111 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ท่ี 5-6 ช่ือหน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชั่วโมง ชอ่ื เรือ่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชว่ั โมง IC = ค่าคงท่ี =  IB ตวั  (เบต้า) หรอื เรยี กอกี อยา่ งหน่ึงว่า HFE หมายถึง อตั ราขยายกระแส จากตวั อย่างข้างบนน้ี จะได้ ค่า เบต้า เทา่ กับ 100 พอดี เมื่อปรบั IB ใหม้ ีคา่ มากข้ึนไปอีก จะไดค้ า่ IC เพม่ิ ขึน้ ไม่มากนัก เนอื่ งจากทรานซสิ เตอร์มีอัตราขยาย กระแสทีก่ ระแสสูงๆ ได้น้อยลง จากตัวอย่างในภาพท่ี 3-12 จะพบวา่ เมื่อ IB มีค่าเป็น 6 mA จะได้ IC เป็น 580 mA และ IB เป็น 10 mA จะได้ IC เป็น 750 mA หรือคา่  = 75 เท่า และย่ิง IB มคี ่ามากนน้ั จะได้ IC ไม่เพิ่มขึ้น เท่าไร เช่น IB = 20 mA อาจได้ IC เพยี ง 800 mA เทา่ นนั้ ภาพที่ 3-13 กราฟแสดงคณุ สมบัตขิ องทรานซิสเตอร์

112 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพื้นฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ชื่อหน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ชื่อเรือ่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชว่ั โมง จากกราฟในภาพที่ 3-13 นำมาเขยี นเป็นกราฟแสดงความสมั พนั ธข์ อง IB ตอ่ IC จะได้ดังภาพที่ 3-14 ในช่วงท่ี IB มคี า่ น้อย ๆ จะได้กราฟเปน็ เส้นตรงหรอื มีค่า  คงที่ และ เมือ่ IB มคี า่ มกขน้ึ จะได้ IC เปล่ียนแปลงไป เพยี งเล็กนอ้ ย หรอื ค่า  นอ้ ยลง ท้งั น้ี เนื่องจากทรานซิสเตอร์ เรมิ่ เกิดการอ่ิมตัวแลว้ ภาพท่ี 3-14 ความสัมพันธ์ระหวา่ ง IB ท่ีมีผลต่อ IC ของทรานซิสเตอร์ กราฟที่แสดงความสัมพนั ธ์ของ VCE ต่อ IC เมื่อ IB มีค่า ๆ หนึ่ง ดังแสดงในภาพที่ 3-15 จะพบวา่ เมือ่ VCE เปลี่ยนแลง (อนั เนอื่ งมาจากการปรบั คา่ VS หรอื CR) จาก 1 ถึง 20 กวา่ โวลต์ จะทำให้ IC เปล่ยี นแปลง ไปเพียง เล็กน้อย เช่น อาจเปลี่ยนแปลงเพียง 1-2 mA เท่านั้น นั่นหมายความว่า ค่าของ IC ไม่ได้ขึ้นอยู่กับ VCE เท่าใดนกั แต่ขึน้ อยู่กบั IB

113 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพื้นฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ชื่อหนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ชื่อเรือ่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง ภาพที่ 3-15 ความสัมพนั ธร์ ะหว่าง VCE กับ IC การทำงานของทรานซสิ เตอร์ ทรานซิสเตอร์ ทำหน้าที่ขยายกระแส โดยทางด้านขา B เป็นขาป้อนสญั ญาณอินพุต และขา C เป็น ขาสัญญาณเอาต์พุต อตั ราการขยาย คือ คา่  มีคา่ คอ่ นขา้ งคงที่ เมื่อกระแสที่ขา B มีคา่ ไมม่ ากนัก และ  จะมีค่าน้อย เมื่อกระแสที่ขา B มีค่ามาก ๆ ทางด้านขา B และ E ซึ่งเป็นขาป้อนสัญญาณอินพุต มีคุณสมบัติ เหมือนไดโอด คือ เมื่อขา B , E มแี รงดนั มากกว่า 0.65 V จะเกดิ กระแสท่ี ขา B และทรานซิสเตอร์นำกระแสได้ สว่ นทางดา้ นขา C ซ่งึ เป็นขาสญั ญาณเอาท์พุต จะเกิดกระแสไหลผา่ นขา C ตามค่ากระแสที่ขา B และค่า  โดย มี สตู ร IC = IB แรงดันท่ีขา C , E หาได้จาก VCE = VS - VCR VCE = VS - IC x RC VCE = VS -  x IB x RC ทรานซิสเตอรช์ นดิ เอ็นพีเอ็นและชนดิ พีเอ็นพี มีหลักการทำงานเหมือนกันทุกประการ เพียงแต่ สลับขัว้ แบตเตอรที่ ีป่ ้อนเขา้ เทา่ นั้น

114 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพืน้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้งั ท่ี 5-6 ชือ่ หนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชัว่ โมง ชือ่ เรื่อง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่ัวโมง เบอร์ของทรานซสิ เตอร์ ปัจจบุ ัน ทรานซสิ เตอร์ที่ผลติ ออกมาสทู่ อ้ งตลาดมีจำนวนมากขึ้น ทำใหก้ ารจัดระบบเบอรข์ อง ทรานซิสเตอร์ แบบเดิมไม่สามารถจัดการได้ลงตัว บางเบอร์ไม่สามารถระบุชนิดและการใชง้ านได้ จึงต้องมีคู่มือ หรือตรวจสอบด้วยเครื่องมือวัด ดงั นนั้ การทเ่ี ราจะบอกว่าทรานซิสเตอรช์ นิดไหนเปน็ PNP หรอื ตัวไหนเป็น NPN นั้น โดยทั่วไปผูผ้ ลติ จะบอกมาในคู่มือของทรานซิสเตอร์ของผผู้ ลิตอยแู่ ลว้ ถา้ ขึ้นต้นเบอร์ดว้ ย 2SA หรือ A เปน็ ทรานซสิ เตอรช์ นิด PNP ใช้กับยา่ นความถีส่ งู ถ้าขน้ึ ตน้ เบอร์ดว้ ย 2SB หรือ B เปน็ ทรานซสิ เตอรช์ นิด PNP ใชก้ ับยา่ นความถ่ตี ่ำ ถ้าขนึ้ ต้นเบอรด์ ้วย 2SC หรอื C เปน็ ทรานซสิ เตอร์ชนดิ NPN ใช้กับยา่ นความถส่ี งู ถา้ ขน้ึ ต้นเบอร์ดว้ ย 2SD หรอื D เปน็ ทรานซสิ เตอร์ชนดิ NPN ใชก้ บั ยา่ นความถต่ี ำ่ 3.6 การวัดและทดสอบทรานซสิ เตอร์ การวัดหาขาของทรานซิสเตอร์กลายเปน็ ความจำเปน็ เนือ่ งจากทรานซิสเตอร์มมี ากมายหลายเบอร์ และมกี ารวางขาและตัวถังที่ไม่แน่นอน โดยเฉพาะเยอรมันเนี่ยมทรานซิสเตอร์ จะมกี ารกำหนดขาไว้แน่นอน ซึ่ง มกั จะทำเครอ่ื งหมายวงกลม สามเหลี่ยมหรอื อ่นื ๆ ไวท้ ขี่ าคอลเลคเตอร์ โดยท่ีขาเบสค่นั อยู่ระหวา่ งคอลเลคเตอร์ กับอิมิตเตอร์ หรือทรานซิสเตอร์ที่เป็นตวั ถังโลหะแบบมีครีบ ซึ่งตรงครีบจะเป็นขาอิมิตเตอร์ ดังนั้น ปัจจุบันมี ความจำเป็นอย่างยงิ่ ทจ่ี ะตอ้ งทราบวา่ ขาใดอยูต่ รงไหน ซ่งึ อาจสามารถหาขา หาชนดิ ของทรานซิสเตอรไ์ ด้หลายวธิ ี ด้วยกนั อย่างเช่น - เปิดดรู ายละเอียดจากคมู่ อื ทรานซสิ เตอร์ - เชค็ จากคลนื่ ไฟฟ้าในวงจร - ดูตามลกั ษณะวงจรหรอื ลกั ษณะการไบอสั - ตรวจเช็คด้วยมลั ตมิ เิ ตอร์ วิธีการนำมลั ติมเิ ตอรช์ นิดมฟู ว่งิ คอยลห์ รอื ขดลวดเคลอื่ นทห่ี รือแบบเข็ม เปน็ เครื่องมือวัดและทดสอบ เพือ่ หาขาและชนดิ ของทรานซสิ เตอร์ สามารถทำได้ดงั นี้ การวัดหาขาเบส ในการวัดทรานซิสเตอรเ์ พ่ือหาขาน้ัน ขาเบสเป็นขาที่หาได้ง่ายท่ีสดุ เพราะขาเบส เป็นขาทอี่ ยูต่ รงกลาง เม่ือดโู ครงสร้างของทรานซิสเตอรจ์ ะใกลเ้ คยี งกับไดโอด 2 ตวั นำมาต่อชนกนั ดงั นนั้ การวัด หาขา จะต้องมาจากหลกั การเดยี วกนั กับทวี่ ัดไดโอด ซึง่ ถา้ หากกำหนดให้ขาเบสเปน็ ขาหลักไว้และใหไ้ บอสั ถูกตอ้ ง สกั ครงั้ หน่ึงแลว้ เมือ่ มีการย้ายสายมิเตอร์ไปยังอีกขาหน่งึ ซ่งึ เปน็ ขาทเี่ หลือ โดยยงั คงค้างท่ีขาเบสไว้ เข็มมิเตอร์ จะขนึ้ เชน่ เดียวกนั

115 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหสั วิชา 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้ังที่ 5-6 ชื่อหนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชว่ั โมง ช่อื เร่อื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง E C E NP N C B B โครงสรา้ งของทรานซสิ เตอรช์ นิดเอ็นพเี อน็ E C E PN P C B B โครงสรา้ งของทรานซสิ เตอรช์ นิดพีเอ็นพี ภาพท่ี 3-16 วงจรสมมูลของทรานซสิ เตอร์ การวัดหาขาเบส ให้ตง้ั มิเตอรย์ ่านวดั Rx10 หรือ Rx100 โดยใชส้ ายมเิ ตอรจ์ ับที่ขาใดขาหนึง่ เปน็ หลกั วัดเทียบกบั 2 ขาที่เหลอื ให้ทำการวัดจนกว่าจะพบจังหวะที่วัดเทยี บกับอีก 2 ขา แล้ว เข็มมิเตอร์ขึ้นเท่า ๆ กัน ท้งั 2 ขา ซ่งึ หมายถึง ทำการวัด ทั้งหมด 6 คร้ัง เข็มมเิ ตอร์ จะขึ้น 2 ครั้ง นั่นแสดงวา่ ขาทีจ่ ับเป็นหลัก คอื ขาเบส (Base) เมอื่ ทราบขาเบส แลว้ จะสามารถทราบชนิดของทรานซิสเตอร์ได้ในเวลาเดียวกัน โดยพจิ ารณาจาก หลักการไบอัสท่ีขาเบสด้วยฟอร์เวิร์ดไบอัส ถ้าขาเบสจ่ายไฟเป็นลบ แสดงว่าเป็นทรานซิสเตอร์ชนิด PNP ซึ่ง ในทาง กลับกัน หากว่าขาเบสจ่ายไฟเปน็ บวก แสดงว่าเป็นทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (เฉพาะมิเตอร์สไตลญ์ ี่ปนุ่ ไต้หวัน เช่น ยหี่ ้อซันวา, ยูเนยี น, ยูฟอง, สแตนดารด์ , ทเี อสอาร์ โดยข้ัวบวกของมเิ ตอรจ์ ะจ่ายไฟลบ และขัว้ ลบจะ จา่ ยไฟเปน็ บวก) * หมายเหตุ เมือ่ สลบั สายเขม็ มิเตอร์จะไม่ขน้ึ

116 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 5-6 ชอ่ื หน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชอื่ เรื่อง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชัว่ โมง ภาพที่ 3-17 การวัดหาขาเบสของทรานซสิ เตอร์ การวัดหาขาคอลเลคเตอร์และอมิ ติ เตอร์ เมื่อหาขาเบสไดแ้ ลว้ ให้ทำการสลบั สายมิเตอร์อกี ครัง้ หนึง่ ซึง่ เปน็ การไบอสั แบบรีเวริ ์ส ผลที่ ได้ คือ ค่าความตา้ นทานของทรานซสิ เตอรจ์ ะสงู จนเข็มมเิ ตอร์ไม่ข้ึน ทั้งนี้ การตงั้ ย่านวัด Rx10 หรือ Rx100 น้ัน ไม่สามารถวัดค่าความต้านทานได้สูงพอ แต่ถ้าหากจะวัดค่าความต้านทานในลักษณะรีเวิร์ส จะต้องตั้งย่านวดั มเิ ตอรใ์ หส้ งู สดุ นนั้ คือ ย่านวดั Rx10k - ถา้ วดั ขาเบสเทยี บกบั ขาหนึง่ ขาใดแล้ว ได้ค่าความตา้ นทานสูง (เขม็ มิเตอรข์ น้ึ น้อย หรือ ไม่ขน้ึ เลย หากวา่ ค่าความตา้ นทานสงู กวา่ ความสามารถในการวัดของมเิ ตอร์) ขาน้ัน คอื ขาคอลเลคเตอร์ (C) - ถา้ วดั ขาเบสเทยี บกบั ขาใดขาหนง่ึ แล้ว ได้ความตา้ นทานต่ำกว่า (เขม็ มิเตอร์ข้ึนมาก) แสดงวา่ ขาน้ัน คือ ขาอิมิตเตอร์ (E) วิธีการวัดแบบน้ี เรียกวา่ วิธกี ารวดั โดยอาศัยหลกั การวัดเปรียบเทยี บกับความต้านทาน เมือ่ รเี วิร์สไบอัส ซึง่ ความตา้ นทานของรอยต่อ (Junction) จะสูง เนอ่ื งจากขาคอลเลคเตอรถ์ กู โด๊ปใหม้ ีขนาดใหญ่ เม่ือ ให้รีเวิร์สไบอัสเข้าไป ทำให้ประจุไฟฟา้ ข้างในวิ่งเข้าหาขั้วแบตเตอรีภ่ ายในมิเตอรม์ าก ความต้านทานจึงสูงกวา่ ความต้านทานของอมิ ิตเตอร์ (ซึ่งมีพืน้ ทนี่ ้อยกว่า)

117 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังท่ี 5-6 ชือ่ หนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชวั่ โมง ชื่อเรือ่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชั่วโมง ภาพท่ี 3-18 การวดั หาขาคอลเลคเตอร์และอิมติ เตอรข์ องทรานซิสเตอร์ สำหรบั ทรานซสิ เตอรบ์ างตวั (โดยเฉพาะชนิดซิลกิ อน) มคี ่าความตา้ นทานค่อนข้างสงู เมื่อให้ รีเวิรส์ ไบอัส (อย่างเช่น สงู กวา่ 20 เมกกะโอห์ม) เข็มมเิ ตอร์จะไมข่ ึน้ เลย เพราะเกินพิกดั ความสามารถในการวัด ดงั น้ัน จะหาขา โดยวิธีการขา้ งต้นคงลม้ เหลว ตอ้ งใชว้ ิธีของการไบอัสเข้ามาชว่ ย การวัดดว้ ยวธิ ีการไบอสั มลี ำดบั ขัน้ ตอนดังน้ี 1. เมื่อทราบตำแหนง่ ขาเบสแล้ว ตั้งย่านมิเตอรส์ เกล Rx10k จบั 2 ขาทเ่ี หลอื 2. ถ้าการจับขาของทรานซิสเตอร์ถูกต้องตามลักษณะการไบอัส เมื่อนำนิ้วมาแตะร่วม ระหวา่ งขาเบส (B) กบั ขาทีเ่ หลอื สังเกตผลการวดั หากแตะกับขาใดแล้ว เขม็ มิเตอรข์ น้ึ แสดงว่า ขาทแี่ ตะรว่ มกบั ขาเบส คอื ขาคอลเลคเตอร์ (C) ขาท่ีเข็มไม่ขนึ้ คอื ขาอมิ ิตเตอร์ (E) ( หมายถึง การแตะน้ิวระหว่างขา เบส (B) กบั ขาคอลเลคเตอร์ (C) เข็มมเิ ตอรจ์ ะข้นึ )

118 ใบความรู้ หน่วยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครง้ั ที่ 5-6 ช่อื หนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชว่ั โมง ชือ่ เร่อื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชว่ั โมง ภาพที่ 3-19 การวดั และทดสอบทรานซิสเตอรด์ ้วยวธิ กี ารไบอสั ช่วย การไบอัสทรานซสิ เตอรช์ นิดพีเอน็ พี ให้แตะขาเบสกับขาทป่ี อ้ นไฟลบ (ข้ัวบวก) ถา้ ขาที่ป้อนไฟลบ เป็นขาคอลเลคเตอร์ เข็มมิเตอร์ต้องข้ึน (ค่าความต้านทานระหว่างขาคอลเลคเตอร์กบั อิมติ เตอร์ต่ำลง เมื่อไบอัส ทางด้าน เอาทพ์ ุตถูกตอ้ ง) หากเข็มมิเตอร์ไม่ขึ้นให้สลับสายมเิ ตอร์แลว้ แตะนิ้วใหม่ ส่วนขาที่จ่ายไฟบวก คือ ขา อิมติ เตอร์ การไบอัสทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พีเอ็น ใหแ้ ตะขาเบสกบั ขาท่ีป้อนไฟบวก (ข้ัวลบ) ถ้าขาที่ป้อนไฟ บวกเป็นขาคอลเลคเตอร์ เขม็ มิเตอรต์ ้องขึน้ (ค่าความต้านทานระหว่างขาคอลเลคเตอรก์ ับอิมิตเตอร์ต่ำลง เมื่อ ไบอัสทาง ดา้ นเอาท์พุตถกู ต้อง) หากเข็มมเิ ตอรไ์ มข่ น้ึ ให้สลับสายมิเตอร์แล้วแตะนิ้วใหม่ ส่วนขาที่จ่ายไฟลบ คือ ขาอิมิตเตอร์ การวดั หาคา่ อัตราขยาย ปกติทรานซิสเตอร์จะบอกอัตราขยาย (hfe) ไว้ในคู่มือผู้ผลิต ซึ่งได้มาจากการเปรียบเทียบ อัตราส่วน ระหว่างกระแสคอลเลคเตอร์กับกระแสเบส หรอื เขยี นความสมั พันธ์ได้วา่ hfe = IC/IB ดงั น้ัน เม่ือจะวดั ค่าอัตราขยาย ต้องมีวิธกี ารไบอัสท่ีแน่นอน นั่นคือ จะต้องมีการไบอัสขาเบส โดยใช้ตัวตา้ นทานต่อผ่านมิเตอร์ เชน่ ในมิเตอรส์ ไตลญ์ ่ีป่นุ ใชต้ ัวตา้ นทานค่า 24 k มิเตอร์สไตล์ยโุ รปใช้คา่ ความตา้ นทานค่า 50 k

119 ใบความรู้ หน่วยท่ี 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ชื่อวิชา งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 5-6 ช่ือหน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชั่วโมง ชอ่ื เรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชว่ั โมง สายสดี ำ  สาย สีแดง    ภาพที่ 3-20 สายโพรบ๊ ท่ใี ช้วัดอัตราขยาย สายโพร๊บที่ใช้วัดคา่ hfe เป็นโพรบ๊ ท่ีมปี ากคีบ โดยอกี สายหน่ึงเป็นสายวดั ธรรมดา สายโพรบ๊ จะ มี 2 เส้น เสน้ ท่ีหน่งึ เปน็ สายสีแดง ใช้จับขาคอลเลคเตอร์ อีกเสน้ หนง่ึ เป็นสดี ำ ใช้จบั ขาเบส วิธกี ารวดั มขี ้ันตอนดังนี้ 1) ต้งั มเิ ตอร์ย่านวัด hfe หรือโดยทั่วไปสำหรบั มเิ ตอรส์ ไตลญ์ ป่ี ุ่น จะตั้งย่าน Rx10 ซึ่งต้องทำ การซีโร่โอหม์ ก่อนทกุ คร้ัง 2) ถ้าเปน็ ทรานซสิ เตอรช์ นิดเอ็นพเี อน็ ให้นำสายโพร๊บเสยี บเขา้ ข้ัวลบของมิเตอร์ สายธรรมดา เสียบเขา้ ขั้วบวก ใชจ้ บั ขาอิมติ เตอร์ ถ้าเป็นทรานซิสเตอร์ชนดิ พเี อน็ พี ให้นำสายโพรบ๊ เสยี บเข้าขว้ั บวกของมิเตอร์ สายธรรมดา เสียบเขา้ ขัว้ ลบ ใชจ้ บั ขาอิมิตเตอร์ การอา่ นคา่ hfe ใหอ้ ่านที่สเกล hfe บนหนา้ ปัด ถ้าเป็นชนิดซิลิกอน สามารถอา่ นค่าโดยตรง แต่ ถ้าเป็นเยอรมันเนย่ี ม อา่ นค่าไดเ้ ท่าไรใหป้ ลดขาเบสออก (สายดำของสายโพร๊บ) อา่ นค่าออกมาอกี ครั้ง อ่านค่าได้ เท่าไร นำไปลบกับค่าท่อี า่ นครัง้ แรก จึงจะได้ค่าอัตราขยายทแ่ี ท้จริงของทรานซิสเตอรต์ ัวนนั้ ๆ

120 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหสั วิชา 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้ังที่ 5-6 ชื่อหน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชือ่ เรอื่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชว่ั โมง ทรานซสิ เตอรช์ นิดพเี อน็ พี ทรานซสิ เตอร์ชนิดเอ็นพีเอ็น ภาพท่ี 3-21 การวดั เพ่ือหาอตั ราขยาย การวัดคา่ กระแสรัว่ ไหล (Leakage Current) เปน็ การวดั กระแสที่ร่ัวซึมออกมา ซง่ึ ทรานซิสเตอรท์ ี่ดี จะตอ้ งมีกระแสรัว่ ไหลคา่ น้อยมาก ๆ การ วัดหาค่ากระแสร่ัวไหล สามารถหาได้ กรณีออฟเซ็ทวงจร (Offset) ไว้ หรือยังไม่จ่ายไบอัสทางด้านขาเบส เรียก วิธกี ารนว้ี ่า การวดั ICEO นัน่ หมายถึง กระแสคอลเลคเตอร์-อมิ ติ เตอรใ์ นขณะทว่ี งจรยงั ออฟเซท็ อยู่ ภาพที่ 3-22 การวดั กระแสรั่วไหล

121 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหสั วิชา 30105-0003 ช่อื วิชา งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 5-6 ชือ่ หน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชอื่ เรอื่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง วิธีการวดั ICEO คล้ายกบั การวดั คา่ hfe แต่เพยี งตดั ไบอัสขาเบสออกเท่านน้ั หลกั การวดั สามารถสรปุ ดังน้ี 1) เพาเวอรท์ รานซสิ เตอร์ ต้ังมเิ ตอร์ยา่ น Rx1 อา่ นทส่ี เกล ICEO หน่วยวดั มลิ ลิแอมป์ อา่ นไดเ้ ท่าไร ตอ้ งนำไปคณู กบั 10 2) ทรานซิสเตอรท์ ่ัวไป ต้ังมิเตอรย์ า่ น Rx10 ซึ่งสามารถอ่านค่าได้โดยตรง มหี น่วยมิลลแิ อมป์ ทรานซสิ เตอร์ชนดิ พเี อน็ พี สายบวกของมิเตอรจ์ ับขาคอลเลคเตอร์ สายลบจบั ขาอิมิตเตอร์ ทรานซสิ เตอรช์ นดิ เอ็นพเี อน็ สายบวกของมเิ ตอรจ์ ับขาอิมติ เตอร์ สายลบจบั ขาคอลเลคเตอร์ 3) ทรานซิสเตอร์ชนิดเยอรมันเน่ียม ตั้งมิเตอร์ยา่ น Rx1k ซึ่งอ่านค่าได้เท่าไรให้นำไปคูณ 10 มี หน่วยเปน็ ไมโครแอมป์ หรอื จะใชว้ ิธีการจำว่า ย่าน Rx1 คอื ยา่ น 150mA , ยา่ น Rx10 คือ ย่าน 15mA และย่าน Rx1k คือ ย่าน 150A 3.7 วงจรใช้งานของทรานซสิ เตอร์ ทรานซิสเตอร์ มีหลักการควบคุมให้ทรานซิสเตอรท์ ำงานเหมือนกัน โดยทางอินพุต ต้องจ่ายไบอสั ตรง เพื่อควบคุมความต้านทานตรงรอยตอ่ PN ให้ต่ำลง การจ่ายไบอัสตรงเพยี งเล็กน้อยก็มีกระแสไหลผ่าน ถ้า ปรับเปล่ียนแรงดนั ไบอสั จะส่งผลให้กระแสไหลเปลย่ี นแปลงได้ สว่ นทางเอาท์พุต ตอ้ งจ่ายไบอัสกลับ ค่าความ ตา้ นทานตรงรอยต่อ PN สูง การจา่ ยไบอัสเพื่อให้เกดิ กระแสไหล ตอ้ งจ่ายแรงดันไบอัสกลบั ไห้สงู ดงั น้นั เมือ่ มีการ เปลี่ยนแปลงกระแสทางอินพุตเพียงเล็กนอ้ ย ทำไห้กระแสทางเอาทพ์ ุตเปล่ยี นแปลงตามไปดว้ ย เนอ่ื งจากแรงดัน ไบอัสที่จ่ายทางเอาท์พุตมีค่าสงู กระแสที่ไหลในวงจรเอาท์พุตจึงสูงตามไปด้วย กระแสเอาท์พุตนี้ จะไหลผ่าน โหลด เกดิ ศักย์ตกคร่อมไปใชง้ านได้ ทรานซิสเตอร์ เอ้าทพ์ ทุ อินพุท ภาพที่ 3-23 วงจรเบื้องต้นในการทำงานของทรานซสิ เตอร์

122 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพื้นฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ที่ 5-6 ช่ือหน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชื่อเรือ่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชวั่ โมง วงจรใชง้ านของทรานซสิ เตอร์ จะต้องมีทางปอ้ นสญั ญาณเข้าหรืออินพุต (Input) 2 ขว้ั และต้องมที าง ปอ้ นสญั ญาณออกหรือเอาท์พุต (Output) 2 ข้วั แต่เนอื่ งจากทรานซิสเตอรม์ ี 3 ขา เมอ่ื ตอ้ งการจดั เป็นขาอินพุต 2 ขว้ั และจัดเปน็ ขาเอาท์พตุ 2 ข้วั จึงต้องจดั ขาใดขาหนึ่งของทรานซสิ เตอร์เป็นขาร่วม (Common) โดยใช้ร่วม เป็นขาอินพุตและเอาท์พุต 3.7.1 การจัดวงจรคอมมอ่ นของทรานซสิ เตอร์ การจัดวงจรขารว่ มของทรานซิสเตอร์ สามารถกำหนดตามชื่อขาของทรานซิสเตอร์ที่เป็นขา รว่ มระหวา่ งขาอนิ พตุ และขาเอาทพ์ ุต ได้ 3 แบบ คือ (1) วงจรคอมมอ่ นเบส (Common Base Circuit) (2) วงจรคอมม่อนคอลเลคเตอร์ (Common Collector Circuit) หรือ วงจรอิมิตเตอรฟ์ อล โลเวอร์ (Emitter Follower Circuit) (3) วงจรคอมมอ่ นอมิ ติ เตอร์ (Common Emitter Circuit) ความหมายของอกั ษรยอ่ Vi (Input Voltage) คอื แรงดนั ทางอินพุต VO (Output Voltage) คือ แรงดนั ทางเอาท์พุต Ii (Input Current) คือ กระแสทางอนิ พุต IO (Output Current) คอื กระแสทางเอาทพ์ ุต Zi (Input Impedance) คอื อิมพีแดนซ์ทางอนิ พุต ZO (Output Impedance) คอื อิมพแี ดนซ์ทางเอาท์พุต 1) วงจรคอมม่อนเบส วงจรคอมม่อนเบส หรือ วงจรเบสร่วม เป็นวงจรท่ีใชข้ าเบส (B) เป็นขารว่ มระหว่างอินพุตกบั เอาท์พุต สัญญาณจะป้อนเข้าขาอิมิตเตอร์ (E) และสัญญาณจะถูกส่งออกที่ขาคอลเลคเตอร์ (C) ซึ่งเป็นขา เอาทพ์ ุต การป้อนสญั ญาณอนิ พุตทเ่ี ข้ามาเป็นผลใหก้ ระแสอิมติ เตอร์ (IE) ไหลเปลี่ยนแปลงตามสญั ญาณ อนิ พุตที่เข้ามา เปน็ ผลใหก้ ระแสคอลเลคเตอร์ (IC) ซึ่งเป็นกระแสเอาทพ์ ุต ไหลเปล่ียนแปลงตามไปดว้ ย การป้อนสัญญาณเข้ามา จะทำให้ระดับแรงดันอินพุต (Vi) เปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นผลให้ระดับ แรงดันเอาท์พุต (VO) เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย ซึ่งสภาวะการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว จะทำให้เกิดการขยาย สญั ญาณขึน้

123 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้งั ที่ 5-6 ชื่อหน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ช่อื เรื่อง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชั่วโมง Ii = IE IO = IC Vi RE Zi IB ZO RC VO ++ E1 E2 ก.) ทรานซิสเตอร์ ชนดิ PNP Ii = IE IO = IC Vi RE Zi IB ZO RC VO ++ E1 E2 ข.) ทรานซสิ เตอร์ ชนิด NPN ภาพที่ 3-24 วงจรคอมมอ่ นเบสเบอื้ งตน้

124 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้งั ท่ี 5-6 ชอื่ หน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชัว่ โมง ชือ่ เรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชั่วโมง คณุ สมบตั ิของวงจรคอมม่อนเบส 1) อินพตุ อมิ พีแดนซ์ (Zi) ต่ำมาก ประมาณ 30  – 150  เนือ่ งจากขาอมิ ิตเตอร์ (E) ไดร้ บั ไบอัสตรง เมอ่ื เทียบกบั กราวด์ หรอื ขาเบส (B) ทำให้เกดิ กระแสอมิ ิตเตอร์ (IE) ไหลผ่านมาก 2) เอาท์พุตอิมพีแดนซ์ (ZO) สงู มาก ประมาณ 300 k - 1 M เพราะขาคอลเลคเตอร์ ไดร้ ับ ไบอสั กลับ เมื่อเทียบกับกราวด์หรอื ขาเบส ทำใหก้ ระแสคอลเลคเตอร์ (IC) ไหลน้อย 3) เฟสของสัญญาณอินพุต จะเหมือนกับเฟสของสัญญาณเอาท์พุต (In phase) คือ ถ้าป้อน สัญญาณทางด้านอนิ พุตเปน็ บวก สัญญาณที่ออกทางด้านเอาท์พุตจะเป็นบวก ถ้าป้อนสญั ญาณทางด้านอินพุต เปน็ ลบ สัญญาณท่ีออกทางด้านเอาท์พุตจะเปน็ ลบ 4) อัตราการขยายกระแส (Current Gain :  อา่ นวา่ อลั ฟ่า) คือ อตั ราส่วนระหวา่ งกระแส เอาท์พุตกบั กระแสอินพุต = IE IC อัตราขยายทางกระแสของวงจรคอมมอ่ นเบส จะมีคา่ ประมาณ 0.90 - 0.998 หรอื อัตราการ ขยายไมเ่ กิน 1 5) อัตราขยายแรงดนั (Voltage Gain : VG หรือ Voltage Amplifier : AV) คอื อัตราส่วน ระหว่างแรงดันเอาทพ์ ุตกบั แรงดันอนิ พุต AV = VO Vi 6) อัตราการขยายกำลัง (Power Gain : PG) เป็นอัตราการขยายที่เกดิ จากผลคูณระหว่างอัตรา การขยายกระแส () กับอัตราการขยายแรงดัน (AV) {PG =  AV} คา่ อัตราการขยายกำลงั จะมคี ่าประมาณ 20-30 dB เพราะมีผลมาจากอัตราการขยายแรงดัน และอตั ราการขยายกระแสที่เปลีย่ นแปลงไป จะสง่ ผลตอ่ อตั ราการขยายของกำลงั เปลยี่ นแปลงตามไปด้วย การนำวงจรคอมมอ่ นเบสไปใชง้ าน 1) วงจรกำเนิดความถ่หี รือวงจรออสซลิ เลเตอร์ 2) วงจรขยายแรงดันหรอื วงจรโวลเตจแอมพลฟิ ายเออร์ 3) วงจรแมตช่ิง

125 ใบความรู้ หน่วยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชือ่ วิชา งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 5-6 ช่อื หน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชื่อเร่ือง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง วงจรทีใ่ ช้งานจรงิ C1 C1 อินพตุ R1 + RC R2 เอาทพ์ ุต + พทุ + ก. ทรานซสิ เตอร์ ชนดิ พีเอ็นพี (PNP) C1 C1 อนิ พตุ R1 + RC R2 เอาทพ์ ุต + พทุ + ข. ทรานซิสเตอร์ ชนดิ เอน็ พเี อน็ (NPN) ภาพท่ี 3-25 วงจรใชง้ านจรงิ ของวงจรคอมม่อนเบส

126 ใบความรู้ หน่วยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังท่ี 5-6 ช่อื หน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชว่ั โมง ช่ือเรื่อง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง จากภาพท่ี 3-25 เปน็ วงจรคอมม่อนเบสทใ่ี ชง้ าน R1 และ R2 ตอ่ แบบวงจรแบ่งแรงดันเพอ่ื จดั ไบอัสให้กับทรานซิสเตอร์ นอกจากน้ี R2 ยังทำหน้าที่จำกัดกระแสในวงจรแบ่งแรงดันกับ R3 เพื่อทำให้ขา อิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอรม์ ีศกั ย์ทางไฟฟา้ เป็นลบมากทสี่ ุด เม่ือเทยี บกบั ขาคอลเลคเตอร์ ส่วน R3 ทำหนา้ ท่ีเป็น โหลด ลักษณะเด่นของวงจรคอมมอ่ นเบส วงจรคอมม่อนเบส จะมีความตา้ นทานทางด้านอินพุตตำ่ จงึ ทำให้ทนทานตอ่ สญั ญาณรบกวนสูง ซึง่ โดยปกติแลว้ สัญญาณรบกวนทว่ั ๆ ไป จะมเี ฉพาะแอมพลิจดู เทา่ นั้น ส่วนมาก จะพบวงจรคอมมอ่ นเบส ใน วงจรท่ใี ช้กบั สัญญาณรบกวนสูง เช่น ภาคฟรอ้ นเอน็ ของเอฟ.เอม็ . 2) วงจรคอมมอ่ นคอลเลคเตอร์ วงจรคอมม่อนคอลเลคเตอร์หรือวงจรอิมิตเตอร์ฟอลโลเวอร์ เป็นวงจรที่ใช้ขา C เป็นขาร่วม ระหว่างอินพุตกับเอาทพ์ ุต โดยทางดา้ นอนิ พุตสญั ญาณจะถูกปอ้ นเข้าท่ีขา B และทางด้านเอาท์พุต สัญญาณจะ ถกู ส่งออกท่ขี า E การป้อนสัญญาณเขา้ ทางอินพุตที่ขา B จะทำให้กระแสเบส (IB) ไหลเปล่ยี นแปลงตามสญั ญาณ ท่ปี ้อนเขา้ มา เปน็ ผลให้กระแสอิมิตเตอร์ (IE) ซึง่ เป็นกระแสทางดา้ นเอาท์พุตไหลเปล่ยี นแปลงตามไปดว้ ย จากผลของการป้อนสัญญาณเข้าทางด้านอินพุตที่ขา B จะทำให้ระดับแรงดันอินพุต (Vi) เปลย่ี นแปลง สง่ ผลทำให้ระดับแรงดันเอาท์พตุ (VO) เปลย่ี นแปลงตามไปดว้ ย สภาวะการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว จำทำใหเ้ กดิ การขยายสญั ญาณขน้ึ ดังรปู Ii = IB E2 + Vi RB Zi RE IO = IE ZO VO + E1 ก. ทรานซสิ เตอร์ ชนดิ พเี อน็ พี (PNP)

127 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังที่ 5-6 ช่อื หนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชัว่ โมง ชอื่ เรื่อง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่ัวโมง + Ii = IB E2 Vi RB Zi RE IO = IE ZO VO + E1 ข. ทรานซสิ เตอร์ ชนิดเอน็ พีเอ็น (NPN) ภาพท่ี 3-26 วงจรคอมมอ่ นคอลเลคเตอรเ์ บอ้ื งต้น คุณสมบตั ขิ องวงจรคอมมอ่ นคอลเลคเตอร์ 1) อินพตุ อมิ พแี ดนซ์ (Zi) มคี า่ สงู มาก ประมาณ 100 k – 500 k เนอ่ื งจากขาเบส (B) ได้รบั ไบอัสกลบั เมือ่ เทียบกบั กราวด์หรอื ขาคอลเลคเตอร์ (C) 2) เอาท์พตุ อิมพีแดนซ์ (ZO) มคี า่ ตำ่ ประมาณ 100  - 1 k เพราะขาอมิ ิตเตอร์ (E) ได้รบั ไบอสั ตรง เมือ่ เทยี บกับกราวด์หรอื ขาคอลเลคเตอร์ (C) มกี ระแสอิมติ เตอร์ (IE) ไหลผ่านสงู 3) เฟสของสัญญาณอินพุต จะเหมือนกับเฟสของสัญญาณเอาท์พุต (In phase) คือ ถ้าป้อน สญั ญาณทางดา้ นอินพุตเปน็ บวก สญั ญาณทีอ่ อกทางด้านเอาทพ์ ตุ จะเปน็ บวก ถ้าป้อนสัญญาณทางด้านอินพุต เปน็ ลบ สัญญาณที่ออกทางดา้ นเอาท์พตุ จะเปน็ ลบ 4) อตั ราการขยายกระแส (Current Gain :  อา่ นวา่ แกรมม่า) คอื อัตราส่วนระหว่างกระแส เอาทพ์ ตุ กบั กระแสอินพุต = IB IE

128 ใบความรู้ หน่วยท่ี 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้งั ที่ 5-6 ชอื่ หนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชือ่ เรื่อง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชัว่ โมง อัตราขยายทางกระแส จะมีค่ามากกวา่ 2 คอมม่อน เน่อื งจากคา่ กระแสอมิ ิตเตอร์ เปน็ คา่ กระแส ที่มากที่สุด ส่วนกระแสอินพุต คือ กระแสเบส เป็นค่ากระแสที่น้อยที่สุด ดังนั้น จึงมีอัตราขยายทางกระแส มากกว่าอัตราขยายทางกระแสของคอมม่อนอมิ ติ เตอร์ 1 เท่า 5) อตั ราขยายแรงดนั (Voltage Gain : VG หรือ Voltage Amplifier : AV) คอื อัตราส่วนระหวา่ ง แรงดนั เอาท์พุตกบั แรงดันอนิ พุต อัตราขยายแรงดันของวงจรคอมม่อนคอลเลคเตอร์ มีค่าน้อยกว่า 1 แสดงว่า ไม่มีการขยาย แรงดัน 6) อัตราการขยายกำลัง (Power Gain : PG) เป็นอัตราการขยายที่เกิดจากผลคูณระหว่างอัตรา การขยายกระแส () กับอัตราการขยายแรงดนั (AV) คา่ อตั ราการขยายกำลงั จะมีคา่ ประมาณ 15-30 dB เพราะมผี ลมาจากอตั ราการขยายแรงดัน และอตั ราการขยายกระแสทเ่ี ปลย่ี นแปลงไป จะสง่ ผลต่ออัตราการขยายของกำลงั เปลย่ี นแปลงตามไปด้วย การนำวงจรคอมม่อนคอลเลคเตอรไ์ ปใช้งาน 1) วงจรแมทช่งิ 2) วงจรบัฟเฟอร์ (Buffer Circuit) คอื วงจรที่ค่ันระหว่างวงจรสองวงจรท่ีตอ้ งการทำงานร่วมกัน แต่ไม่ตอ้ งการใหเ้ กิดการรบกวนกัน แสดงไดด้ งั บล็อคไดอะแกรมต่อไปน้ี RF MIXER BUFFER OSC ภาพที่ 3-27 บลอ็ คไดอะแกรมของการใช้งานวงจรบัฟเฟอร์

129 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชื่อวิชา งานพืน้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครัง้ ท่ี 5-6 ชือ่ หนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชั่วโมง ชือ่ เรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่ัวโมง วงจรใช้งานจรงิ R1 VCC C1 + + C2 เอาท์พทุ อนิ พทุ R2 + R3 ก. ทรานซสิ เตอร์ ชนดิ พีเอ็นพี (PNP) + + C1 R1 VCC อินพุท + R2 R3 C2 เอาทพ์ ุท ข. ทรานซิสเตอร์ ชนิดเอน็ พเี อ็น (NPN) ภาพท่ี 3-28 วงจรใชง้ านจรงิ ของวงจรคอมม่อนคอลเลคเตอร์

130 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครง้ั ท่ี 5-6 ชื่อหน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชัว่ โมง ชื่อเรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่ัวโมง จากภาพที่ 3-28 เปน็ วงจรใช้งานจริงของวงจรคอมมอ่ นคอลเลคเตอร์ เนื่องจากคา่ ความตา้ นทาน ทางด้านเอาทพ์ ุต มีคา่ ตำ่ จงึ ทำใหว้ งจรสามารถสง่ ถา่ ยพลงั งานไดอ้ ย่างถกู ต้อง ตัวตา้ นทาน R1 และ R2 ทำหนา้ ที่ จำกดั กระแสท่ไี หลผา่ น R2 เพือ่ ควบคมุ แรงดนั ไบอสั ให้คงท่ี สว่ น R3 ทำหนา้ ท่ีเปน็ โหลด 3) วงจรคอมมอ่ นอมิ ิตเตอร์ วงจรคอมมอ่ นอมิ ติ เตอรห์ รือวงจรอิมิตเตอร์ร่วม เป็นวงจรท่ใี ชข้ าอิมติ เตอร์ (E) เป็นขาร่วม ระหว่างอนิ พุตกับเอาท์พุต สัญญาณจะป้อนเขา้ ขาเบส (B) และสัญญาณจะถูกส่งออกท่ีขาคอลเลคเตอร์ (C) ซึ่ง เปน็ ขาเอาท์พตุ เมื่อป้อนสัญญาณเข้าที่ขา B กับ ขา E ทำให้แรงดัน (Vi) เปลี่ยนแปลง ซึ่งส่งผลให้กระแส อนิ พุต (Ii) เปลยี่ นแปลงตามไปด้วย อตั ราการเปล่ียนแปลง คอื อตั ราการขยายสัญญาณ IO = IC Ii = IB Zi ZO RC VO Vi RB + + E2 E1 ก. ทรานซสิ เตอร์ ชนิดพีเอน็ พี (PNP)

131 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ชือ่ วิชา งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้งั ที่ 5-6 ช่อื หน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ช่ือเรอื่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง IO = IC Ii = IB ZO RC VO Vi RB Zi + E2 + E1 ทรานซสิ เตอร์ ชนดิ เอ็นพเี อน็ (NPN) ภาพท่ี 3-29 วงจรคอมมอ่ นคอลเลคเตอรเ์ บ้ืองตน้ คุณสมบัติของวงจรคอมม่อนอิมติ เตอร์ 1) อนิ พตุ อิมพแี ดนซ์ (Zi) ต่ำ ประมาณ 500  – 1.5 k เนื่องจากแรงดนั ท่ขี าเบส (B) ไดร้ บั ไบอสั ตรง เมือ่ เทยี บกบั กราวด์หรือขาอิมติ เตอร์ (E) 2) เอาท์พตุ อิมพีแดนซ์ (ZO) สงู ประมาณ 50 k - 1 M เพราะขาคอลเลคเตอร์ ไดร้ ับไบอสั กลบั เมอ่ื เทยี บกับกราวด์หรือขาอิมติ เตอร์ 3) เฟสของสัญญาณอนิ พุต จะต่างกับเฟสของสัญญาณเอาท์พุต 180o (Out of phase) นั้นคอื ถา้ ป้อนสัญญาณทางดา้ นอินพุตเป็นบวก สัญญาณท่อี อกทางดา้ นเอาทพ์ ุตจะเป็นลบ ถา้ ป้อนสัญญาณทางด้าน อินพตุ เปน็ ลบ สัญญาณที่ออกทางดา้ นเอาทพ์ ตุ จะเป็นบวก 4) อัตราการขยายกระแส (Current Gain :  อา่ นวา่ เบตา้ ) คอื อตั ราส่วนระหว่างกระแส เอาท์พุตกบั กระแสอินพตุ IC  = IB วงจรคอมมอ่ นอมิ ติ เตอร์ มกี ารขยายกระแสออกเอาท์พุต เพราะกระแสคอลเลคเตอร์ (IC) ไหล มากกว่ากระแสเบส (IB)

132 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชื่อวิชา งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครง้ั ที่ 5-6 ช่ือหนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ชอื่ เร่ือง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชัว่ โมง 5) อตั ราขยายแรงดัน (Voltage Gain : VG หรอื Voltage Amplifier : AV) คอื อัตราสว่ นระหว่าง แรงดนั เอาท์พตุ กบั แรงดันอินพุต วงจรคอมมอ่ นอิมิตเตอร์มีการขยายแรงดันออกทางเอาทพ์ ุต ประมาณ 250 – 300 เท่า เพราะ ว่าเอาท์พตุ อมิ พีแดนซ์ (ZO) มคี า่ สูง ทำให้แรงดนั ทางเอาทพ์ ตุ สงู สว่ นอนิ พุตอมิ พีแดนซ์ (Zi) มคี า่ ต่ำ ทำให้แรงดัน ทางอนิ พุตต่ำ 6) อัตราการขยายกำลัง (Power Gain : PG) เป็นอัตราการขยายที่เกิดจากผลคูณระหว่างอัตรา การขยายกระแส () กบั อัตราการขยายแรงดัน (AV) คา่ อัตราการขยายกำลัง จะมีคา่ ประมาณ 40 dB การนำวงจรคอมม่อนอิมติ เตอรไ์ ปใช้งาน วงจรคอมม่อนอิมติ เตอร์ เปน็ วงจรคอมม่อนที่การนำไปใช้งานมากทสี่ ดุ เพราะสามารถขยายไดท้ ง้ั กระแสและแรงดนั ดงั น้ี 1) วงจรขยายเสียง 2) วงจรขยายสญั ญาณ 3) วงจรกำเนดิ สัญญาณความถีค่ ล่นื ซายน์ C1 R1 + R3 อินพุท R2 C2 + R4 เอาทพ์ ทุ C3 + VCC ก. ทรานซสิ เตอร์ ชนิดพีเอ็นพี (PNP)

133 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ช่ือวิชา งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ชอื่ หนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชว่ั โมง ชอ่ื เรอื่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชัว่ โมง + R3 R1 C1 C2 VCC อนิ พุท + + เอาท์พทุ R2 R4 C3 ข. ทรานซิสเตอร์ ชนิดเอน็ พีเอน็ (NPN) ภาพท่ี 3-30 วงจรใช้งานจริงของวงจรคอมม่อนอมิ ิตเตอร์ จากภาพท่ี 3-30 เปน็ วงจรคอมม่อนอมิ ิตเตอรท์ ี่ใชง้ านจริง R1 และ R2 ต่อแบบวงจรแบง่ แรงดนั เพอ่ื จดั ไบอัสให้กับทรานซสิ เตอร์ R3 ทำหนา้ ท่ีเปน็ โหลด R4 ทำหนา้ ท่คี วบคมุ ไบอัสที่กำจดั สญั ญาณรบกวนท่ไี ม่ ตอ้ งการออก 3.7.2 การจัดวงจรไบอสั ทรานซสิ เตอร์ การต่อใชง้ านจริงของวงจรทุกวงจร จะตอ้ งมีการตอ่ ซี-คปั ปลง้ิ (Coupling Capacitor) สำหรบั เชือ่ มโยงระหวา่ งวงจร 2 วงจร เข้าดว้ ยกัน ซงึ่ ตัวเก็บประจุ ทำหน้าท่กี ้นั ไม่ให้แรงดนั กระแสตรงเข้ามาทางอินพุต และส่งสัญญาณกระแส สลบั ออกทางเอาทพ์ ตุ การจัดวงจรไบอสั ทรานซิสเตอร์ สามารถแบง่ ออกเปน็ แบบตา่ ง ๆ ดังนี้ (1) วงจรไบอสั คงท่ี (Fixed Bias) (2) วงจรไบอสั ช่วย (Self Bias) (3) วงจรวงจรไบอสั กระแสปอ้ นกลับ (Current Feedback Bias) หรอื วงจรไบอสั ปรบั ชว่ ยให้ คงท่ี (Stabilize Bias) (4) วงจรไบอสั ผสม (Mixed Bias)

134 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 3 รหสั วิชา 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครง้ั ท่ี 5-6 ช่ือหน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชอ่ื เรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง 1) วงจรไบอสั คงที่ (Fixed Bias) เป็นวงจรท่ีจ่ายไบอสั ใหก้ บั ขาเบสของทรานซสิ เตอรต์ ลอดเวลา โดยไมม่ ีการเปลีย่ นแปลง โดย จะมอี ุณหภูมสิ ะสมในตวั ทรานซสิ เตอร์เพ่ิมข้นึ เรอื่ ย ๆ ในขณะทำงาน VCC RB IB RL IC ภาพที่ 3-31 วงจรไบอสั คงท่ี ข้อดี ใช้อปุ กรณน์ อ้ ย ข้อเสีย ไม่คงท่ีตอ่ อณุ หภมู ิ ทำใหไ้ มส่ ามารถใช้งานอย่างต่อเนือ่ ง 2) วงจรไบอสั ชว่ ย (Self Bias) เป็นวงจรท่ีจ่ายไบอัสที่ขาเบส แบบปรบั เปลี่ยนค่าได้ โดยใช้ค่าความต้านทานค่าคงที่คา่ หนึง่ ต่อรับแรงดันจากขาคอลเลคเตอร์ VCC RL IC RB IB ภาพที่ 3-32 วงจรไบอสั ช่วย

135 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 3 รหัสวิชา 30105-0003 ช่ือวิชา งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ที่ 5-6 ชอื่ หน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชั่วโมง ชอ่ื เรอื่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชั่วโมง ข้อดี มคี วามคงที่ต่ออุณหภมู ิ สัญญาณทางด้านเอาท์พตุ มีความเพ้ยี นตำ่ ขอ้ เสีย มอี ัตราการขยายต่ำ เนอ่ื งจากสัญญาณทางดา้ นเอาท์พุตบางส่วนจะถกู ป้อนกลับมายัง อนิ พุต 3) วงจรไบอัสกระแสปอ้ นกลบั (Current Feedback Bias) หรือ วงจรไบอสั ปรบั ช่วยให้คงที่ (Stabilize Bias) เป็นวงจรไบอัสท่จี า่ ยไบอัสเข้าท่ีขาเบส (B) ของทรานซสิ เตอร์แบบคงท่ี โดยจัดวงจรแบบแบง่ แรงดนั และปรบั ใหค้ งท่โี ดยการเพมิ่ RE (Stabilize Resistor) เป็นตัวช่วยปรบั การจา่ ยไบอัสท่ีขาเบสใหพ้ อเหมาะ กบั ความตอ้ งการของทรานซสิ เตอร์ โดยมี CE ทำหนา้ ที่กำจดั สัญญาณรบกวนทีเ่ ปน็ AC ทำให้ทอ่ี ิมิตเตอร์มเี ฉพาะ แรงดัน DC เท่านน้ั VCC RL IC RA RB RE CE ภาพท่ี 3-33 วงจรไบอสั กระแสป้อนกลบั ขอ้ ดี มคี วามคงท่ตี อ่ อุณหภูมดิ มี าก RE ทเี่ พมิ่ เขา้ ไปทำใหก้ ระแสคอลเลคเตอร์ (IC) ไหลคงท่ี ถึงแม้ RA , RB เปล่ียนค่าไปก็ตาม ขอ้ เสยี ใชอ้ ปุ กรณ์ในการต่อวงจรมาก

136 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชื่อวิชา งานพ้ืนฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้ังท่ี 5-6 ชอื่ หน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชั่วโมง ชื่อเรอื่ ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชวั่ โมง 4. วงจรไบอสั ผสม (Mixed Bias) เป็นวงจรที่มีการต่อแบบผสมระหว่างวงจร Self Bias กับ Stebilize Bias ซึ่งการจัดวงจรไบอัส แบบนี้ จะทำให้ทรานซิสเตอร์มีความคงที่ต่ออุณหภูมิมากท่ีสุด แม้ RA , RB ต่อแบบแบ่งแรงดันในการจัดไบอัส โดยรับแรงดันมาจากขาคอลเลคเตอร์ ส่วน RE จะทำหนา้ ทีใ่ นการปรบั ค่าแรงดัน VBE ในขณะทำงานใหพ้ อเหมาะ VCC RL IC RA RB RE CE ภาพที่ 3-34 วงจรไบอสั ผสม ขอ้ ดี วงจรจะทำงานคงทตี่ อ่ อุณหภูมิดที ส่ี ดุ และเกดิ ความเพีย้ นนอ้ ยทสี่ ุด ข้อเสีย มีอัตราขยายสญั ญาณตำ่ เพราะสญั ญาณทางดา้ นเอาท์พุต มีการปอ้ นกลบั ทางดา้ น อนิ พตุ และใชอ้ ุปกรณม์ าก

137 ใบความรู้ หน่วยที่ 3 รหสั วชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครงั้ ที่ 5-6 ชื่อหน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ช่ือเรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 4 ชว่ั โมง บทสรุป ทรานซิสเตอร์ เปน็ อปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ประเภทแอคทีฟ โครงสร้างทำมาจากสารกง่ึ ตัวนำชนิดเอน็ กับสารกึ่งตัวนำชนิดพี มาต่อกันให้เกิดรอยต่อ 2 รอยต่อ มีขาใช้งาน 3 ขา คือ ขาคอลเลคเตอร์ (C) ขาเบส (B) และขาอิมิตเตอร์ (E) สามารถแบง่ ชนิดตามโครงสร้างได้ 2 ชนิด คือ ชนิดพีเอน็ พี กับ ชนิดเอ็นพีเอ็น การไบอสั ทรานซิสเตอร์ ต้องต่อไบอสั ตรงทางด้านอนิ พตุ และไบอสั กลบั ทางดา้ นเอาท์พตุ สญั ลักษณข์ องทรานซิสเตอรช์ นิด เอน็ พีเอน็ กบั ชนดิ พเี อ็นพี แตกต่างกนั ตรงทข่ี าอิมติ เตอร์ ถา้ เป็นชนิดเอน็ พเี อ็น ลกู ศรทข่ี าอิมติ เตอร์จะช้ีออกจาก วงกลม ส่วนชนิดพเี อ็นพี ลกู ศรที่ขาอิมติ เตอรจ์ ะชีเ้ ข้าในวงกลม การวัดและทดสอบเพื่อหาขาและชนิดของทรานซิสเตอร์ เป็นความจำเป็น เพราะทรานซิสเตอร์มี มากหลายเบอร์ และมีการวางขาและตัวถงั ที่ไมแ่ น่นอน โดยเฉพาะทรานซิสเตอร์ที่เป็นเยอรมันเน่ียมนั้น มีการ กำหนดขาไวแ้ น่นอน โดยมกั จะทำเคร่อื งหมายวงกลม สามเหลีย่ มหรอื อื่น ๆ ไวท้ ่ขี าคอลเลคเตอร์ โดยทขี่ าเบสคนั่ อยรู่ ะหว่างคอลเลคเตอรก์ ับอิมติ เตอร์ หรอื ทรานซสิ เตอรท์ ่ีเปน็ ตวั ถงั โลหะแบบมคี รบี ตรงครบี จะเป็นขาอิมติ เตอร์ ดังนั้น ปัจจุบันมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทราบว่าขาไหนอยู่ตรงไหน ซึ่งอาจสามารถหาขา หาชนิดของ ทรานซสิ เตอร์ได้หลายวิธีด้วยกนั อยา่ งเชน่ เปิดดรู ายละเอียดจากคู่มอื ทรานซสิ เตอร์ เชค็ จากคลื่นไฟฟ้าในวงจร ดูตามลักษณะวงจร ลักษณะการไบอสั เชค็ ดว้ ยมลั ติมิเตอร์ การวัดหาคา่ อตั ราขยาย ปกติทรานซิสเตอร์ จะบอกอัตราขยาย (hfe) ไว้ในคมู่ อื ผผู้ ลติ ซึ่งได้มาจาก การเปรยี บเทยี บ อตั ราสว่ นระหวา่ งกระแสคอลเลคเตอร์กับกระแสเบสหรอื เขียนความสัมพันธ์ไดว้ ่า hfe = IC/IB ดังนน้ั เมื่อจะวัดค่าอตั ราขยาย ต้องมวี ิธกี ารไบอสั ทแี่ นน่ อน คือ จะตอ้ งมีการไบอัสขาเบส โดยใช้ตัวต้านทานต่อ ผ่านมิเตอร์ สว่ นการวัดค่ากระแสรวั่ ไหล เป็นกระแสท่รี ว่ั ซึมออกมา ทรานซิสเตอรท์ ีด่ กี ระแสรวั่ ไหลตอ้ งมีค่าน้อย มาก ๆ การหาคา่ กระแสรว่ั ไหลสามารถหาได้กรณีออฟเซ็ทวงจร(Offset) ไวห้ รอื ยงั ไม่จา่ ยไบอสั ทาง ด้านขาเบส เรยี กวธิ กี ารน้ีว่า การวดั ICEO หมายถงึ กระแสคอลเลคเตอร์-อมิ ติ เตอร์ในขณะท่วี งจรยังออฟเซ็ทอยู่ การจัดวงจรคอมมอ่ นของทรานซสิ เตอร์ สามารถกำหนดตามชอ่ื ขาของทรานซิสเตอรท์ ี่ใชเ้ ปน็ ขารว่ ม ได้ 3 แบบ คือ วงจรคอมมอ่ นเบส (Common Base) วงจรคอมมอ่ นคอลเลคเตอร์ (Common Collector) หรือ วงจรอิมติ เตอรฟ์ อลโลเวอร์ (Emitter Follower) และวงจรคอมมอ่ นอิมิตเตอร์ (Common Emitter) การจัดวงจรไบอสั ทรานซสิ เตอร์ เปน็ การต่อใช้งานจรงิ ของวงจรทุกวงจร จะต้องมกี ารตอ่ ซี-คัปปลิ้ง (Coupling Capacitor) สำหรับ เชื่อมโยงระหว่างวงจร 2 วงจร เข้าด้วยกัน ซึ่งตัวเก็บประจุ ทำหน้าที่กั้นไม่ให้ แรงดันกระแสตรงเขา้ มาทางอนิ พตุ และสง่ สัญญาณกระแสสลับออกทางเอาท์พตุ การจัดวงจรไบอสั ทรานซสิ เตอร์ สามารถแบง่ ออกเป็น 4 แบบ คือ วงจรไบอสั คงท่ี (Fixed Bias) , วงจรไบอสั ช่วย (Self Bias) , วงจรไบอสั กระแส ป้อนกลับ (Current Feedback Bias) หรือ วงจรไบอัสปรับช่วยให้คงที่ (Stabilize Bias) และ วงจรไบอัสผสม (Mixed Bias) การนำทรานซิสเตอร์ไปใช้งาน ส่วนใหญ่จะนำไปใช้เป็นวงจรขยาย ทั้งขยายแรงดัน ขยายกระแส และขยายสญั ญาณ นอกจากนี้ นำไปใชเ้ ป็นสวิตช์อเิ ลก็ ทรอนิกส์ เพอ่ื ควบคมุ การเปิด-ปิดการทำงานของวงจร

138 แบบฝกึ หดั หน่วยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวิชา งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ชอื่ หนว่ ย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ชือ่ เร่อื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 30 นาที ตอนท่ี 1 จงทำเคร่ืองหมาย () ลงหนา้ ขอ้ ทีถ่ ูกตอ้ ง 1. ทรานซสิ เตอร์ แบ่งตามโครงสรา้ งมีกีช่ นิด ก. 1 ชนดิ ข. 2 ชนิด ค. 3 ชนิด ง. 4 ชนดิ จ. 5 ชนิด 2. ขอ้ ใดคือขาใชง้ านของทรานซสิ เตอร์ ก. A , B , C ข. N , P , N ค. B , E , C ง. A , K , G จ. A2 , A1 , G 3. การจา่ ยแรงดนั ใหก้ บั ทรานซสิ เตอรช์ นิดเอน็ พเี อ็น ในรูปวงจรคอมม่อนเบส ทขี่ า B และขา C จะตอ้ งป้อน แรงดนั ไฟอยา่ งไร ก. ขา B จ่ายไฟ + และขา C จา่ ยไฟ + ข. ขา B จ่ายไฟ + และขา C จ่ายไฟ - ค. ขา B จา่ ยไฟ - และขา C จ่ายไฟ - ง. ขา B จ่ายไฟ - และขา C จา่ ยไฟ + จ. ขา B และ ขา C จ่ายไฟได้ ทั้ง - และ + 4. การจัดไบอสั ใหก้ บั ขาทรานซสิ เตอร์ ในรปู วงจรคอมมอ่ นเบส จะตอ้ งจดั ไบอัสตรงระหว่างขาใด ก. B กับ E ข. B กบั C ค. E กบั C ง. A กบั K จ. C กับ Ground 5. เพราะเหตุใดเยอรมันเนยี มทรานซสิ เตอร์ในปจั จุบนั จึงไมน่ ยิ มใช้ ก. ตัวใหญเ่ กนิ ไป ข. กระแสรัว่ ไหลมาก ค. คา่ ความต้านทานต่ำ ง. ไม่มจี ำหน่ายในทอ้ งตลาด จ. ไมม่ ีแผน่ ระบายความร้อน

139 แบบฝึกหัด หนว่ ยที่ 3 รหสั วิชา 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 5-6 ชอ่ื หน่วย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ช่ัวโมง ชือ่ เรอ่ื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 30 นาที 6. วงจรใดไม่ไดน้ ำทรานซิสเตอร์ไปใชง้ าน ก. วงจรปดิ -เปดิ ข. วงจรตัดสัญญาณ ค. วงจรกรองกระแส ง. วงจรขยายแรงดัน จ. วงจรขยายสญั ญาณ 7. ช้นั กลางของโครงสรา้ งทรานซิสเตอร์ตอ่ กบั ขาใด ก. เบส ข. กราวด์ ค. แคโถด ง. อมิ ติ เตอร์ จ. คอลเลคเตอร์ 8. ขอ้ ใดไมใ่ ชก่ ารวัดทรานซิสเตอร์ ก. กำลงั ไฟฟ้า ข. อัตราขยาย ค. หาขาใชง้ าน ง. กระแสร่ัวไหล จ. สภาพการใช้งาน 9. ทศิ ทางการไหลของกระแสไฟฟ้าในทรานซสิ เตอร์เปน็ ไปตามขอ้ ใด ก. ID = IB + IE ข. IE = IC + IB ค. IC = IE + IB ง. IB = IC + IE จ. IA = IB + IC 10. ทรานซิสเตอรช์ นิดใดท่ตี ้องตดิ ตง้ั บนแผ่นระบายความรอ้ น ก. ทรานซสิ เตอร์กำลัง ข. ทรานซิสเตอรพ์ ลาสติก ค. ทรานซิสเตอร์ชนดิ พเี อ็นพี ง. เยอรมนั เนยี มทรานซิสเตอร์ จ. ทรานซิสเตอรช์ นดิ เอ็นพีเอน็

140 แบบฝกึ หัด หน่วยท่ี 3 รหัสวิชา 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครงั้ ที่ 5-6 ชอื่ หน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชั่วโมง ชื่อเรื่อง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 30 นาที ตอนท่ี 2 จงเติมคำลงในช่องวา่ งใหส้ มบรู ณ์ 1. ทรานซสิ เตอร์ ทำหน้าท่ี คือ ……………………………...........................................................…… 2. ทรานซสิ เตอร์ทนี่ ยิ มใชใ้ นปจั จบุ ัน คือ ……………………………...........................................................…… 3. ทรานซสิ เตอรแ์ บง่ ตามโครงสรา้ ง ได้ ………………… ชนิด คือ …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………. 4. ทรานซสิ เตอร์แบ่งตามรปู แบบของการใชง้ าน ได้ ………………… ชนิด คือ …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………. 5. ทรานซสิ เตอร์ มีขาใชง้ าน …………ขา คือ ……………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………. 6. ขา ……………………… มพี ้ืนท่ีในการโดป๊ สารมากทสี่ ดุ 7. การทดสอบทรานซสิ เตอร์ จะต้องทำการวัด ..................... คร้งั 8. ทรานซสิ เตอร์ที่อยใู่ นสภาพดี เมื่อทำการวัดดว้ ยอนาลอ็ กมลั ติมเิ ตอร์ เขม็ มิเตอร์ จะตอ้ งข้ึน .............. ครงั้ 9. การจัดวงจรขารว่ มหรอื วงจรคอมมอ่ นของทรานซสิ เตอร์ ทำได้ ................... แบบ คือ …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………. 10. การจดั วงจรไบอสั ทรานซสิ เตอร์ ทำได้ ................... แบบ คือ …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………….

141 เฉลยแบบฝกึ หัด หน่วยที่ 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังท่ี 5-6 ช่ือหน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ชวั่ โมง ชื่อเร่อื ง : ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 30 นาที เฉลยคำตอบ ตอนที่ 1 ข้อที่ ข้อทถ่ี กู ตอ้ ง 1ข 2ค 3ง 4ก 5ข 6ค 7ก 8ก 9ข 10 ก ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเตม็ 10 คะแนน เฉลยคำตอบ ตอนท่ี 2 1. ทรานซสิ เตอร์ ทำหน้าที่ ขยาย และ เปดิ -ปิดวงจร (สวทิ ซอ์ ิเลก็ ทรอนกิ ส)์ 2. ซิลิกอนทรานซสิ เตอร์ 3. ทรานซสิ เตอร์แบง่ ตามโครงสรา้ ง ได้ 2 ชนดิ คอื เอ็นพีเอน็ (NPN) กบั พเี อน็ พี (PNP) 4. ทรานซสิ เตอรแ์ บง่ ตามรปู แบบของการใชง้ าน ได้ 3 ชนิด คือ ทรานซสิ เตอร์สวทิ ช่ิง , ทรานซสิ เตอร์กำลงั และ ทรานซิสเตอรค์ วามถี่สงู 5. ทรานซสิ เตอร์ มขี าใชง้ าน 3 ขา คอื ขาเบส ขาคอลเลคเตอร์ และขาอิมติ เตอร์ 6. ขา คอลเลคเตอร์ มพี ้นื ทีใ่ นการโด๊ปสารมากทส่ี ดุ 7. การทดสอบทรานซสิ เตอร์ จะต้องทำการวัด 6 คร้งั 8. ทรานซสิ เตอร์ท่ีอย่ใู นสภาพดี เมอ่ื ทำการวัดด้วยอนาลอ็ กมัลตมิ ิเตอร์ เขม็ มิเตอร์ จะตอ้ งขึ้น 2 ครั้ง 9. การจดั วงจรขารว่ มหรอื วงจรคอมมอ่ นของทรานซสิ เตอร์ ทำได้ 3 แบบ คอื คอมมอ่ นเบส , คอมม่อนอมิ ิตเตอร์ และ คอมม่อนคอลเลคเตอร์ 10. การจัดวงจรไบอสั ทรานซสิ เตอร์ ทำได้ 4 แบบ คือ ไบอัสคงท่ี , ไบอสั ชว่ ย , ไบอัสกระแสปอ้ นกลบั และ ไบอัสผสม ขอ้ ละ 1 คะแนน คะแนนเตม็ 10 คะแนน

142 ใบงานท่ี 3 หนว่ ยท่ี 3 รหัสวชิ า 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครง้ั ที่ 5-6 ช่อื หน่วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 10 ช่วั โมง ช่อื เร่อื ง : การวัดและทดสอบทรานซสิ เตอร์ จำนวน 5 ชวั่ โมง จุดประสงคเ์ ชงิ พฤติกรรม 1. ประกอบวงจรทรานซิสเตอร์ได้ถกู ตอ้ ง 2. วดั และทดสอบทรานซสิ เตอร์ไดถ้ ูกต้อง 3. ใชม้ ลั ตมิ เิ ตอร์วดั ตรวจสอบสภาพของทรานซสิ เตอร์ไดถ้ ูกตอ้ ง เครื่องมืออปุ กรณ์ จำนวน 1 ตัว 1. ทรานซสิ เตอร์ เบอร์ A1943 จำนวน 1 ตัว 2. ทรานซสิ เตอร์ เบอร์ BD139 จำนวน 1 ตัว 3. ทรานซสิ เตอร์ เบอร์ C9012 จำนวน 1 ตัว 4. ทรานซสิ เตอร์ เบอร์ D313 จำนวน 1 ตัว 5. ตัวตา้ นทาน 100  จำนวน 1 ตวั 6. ตัวตา้ นทาน 470  จำนวน 1 ตวั 7. ตัวต้านทาน 1 k จำนวน 1 ตวั 8. ตัวตา้ นทาน 10 k จำนวน 1 ตัว 9. ตวั ต้านทาน 22 k จำนวน 1 ตวั 10. ตัวต้านทาน 100 k จำนวน 1 เครื่อง 11. เพาเวอรซ์ พั พลาย จำนวน 1 เครอ่ื ง 12. มลั ตมิ ิเตอร์ จำนวน 10 เสน้ 13. สายตอ่ วงจร ทฤษฎีท่ีเกย่ี วขอ้ ง การวัดหาขาเบส ใหต้ ง้ั มิเตอร์ยา่ นวดั Rx10 หรอื Rx100 โดยใชส้ ายมิเตอรจ์ ับทข่ี าใดขาหน่ึงเป็น หลกั วัดเทียบกบั 2 ขา ทีเ่ หลือ ให้ทำการวัดจนกวา่ จะพบจังหวะทว่ี ัดเทียบกบั อีก 2 ขา แลว้ มเิ ตอรข์ ึน้ เท่าๆ กัน ทั้ง 2 ขา ซึ่งหมายถึง ทำการวัดทั้งหมด 6 ครั้ง เข็มมิเตอร์ จะขึ้น 2 ครั้ง แสดงว่า ขาที่จับเป็นหลัก คือ ขาเบส (Base) หรือ ขา B เม่ือทราบขาเบสแล้ว จะสามารถทราบชนิดของทรานซสิ เตอรไ์ ด้ในเวลาเดยี วกนั โดยพจิ ารณา จากหลักการไบอสั ที่ขาเบสด้วยฟอรเ์ วิร์ดไบอสั ถ้าขาเบสจา่ ยไฟเปน็ ลบ แสดงว่าเป็นทรานซิสเตอรช์ นิด PNP ซึ่ง ในทาง กลับกัน หากว่าขาเบสจ่ายไฟเปน็ บวก แสดงว่าเป็นทรานซสิ เตอรช์ นดิ NPN การวัดหาขาคอลเลคเตอร์และอิมิตเตอร์ ให้ทำการสลับสายมิเตอร์อีกครั้งหนึ่ง ซึ่งเป็นการไบอสั แบบกลับ (รเี วริ ์สไบอสั ) ผลท่ไี ด้ คือ ค่าความต้านทานของทรานซสิ เตอรจ์ ะสงู จนเข็มมเิ ตอร์ไมข่ ้ึน ทั้งนี้ การตั้ง ย่านวัด Rx10 หรือ Rx100 นั้น ไม่สามารถวัดค่าความต้านทานได้สูงพอ แต่ถ้าหากจะวัดค่าความต้านทานใน ลกั ษณะรีเวิร์ส จะต้องตง้ั ยา่ นวัดมเิ ตอร์ใหส้ ูงสุดน้ัน คือ ยา่ นวดั Rx10k

143 ใบงานที่ 3 หนว่ ยท่ี 3 รหสั วิชา 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 5-6 ชอ่ื หนว่ ย ทรานซสิ เตอร์ จำนวน 10 ชั่วโมง ช่ือเร่ือง : การวัดและทดสอบทรานซสิ เตอร์ จำนวน 5 ชัว่ โมง - ถ้าวดั ขาเบสเทยี บกับขาหนึ่งขาใดแล้ว ไดค้ า่ ความตา้ นทานสงู (เขม็ มิเตอร์ขึน้ น้อยหรือไม่ข้ึน เลย หากวา่ คา่ ความต้านทานสงู กวา่ ความสามารถในการวัดของมิเตอร์) ขานั้น คอื ขาคอลเลคเตอร์ (C) - ถ้าวดั ขาเบสเทียบกับขาใดขาหนึ่งแล้ว ได้ความต้านทานต่ำกวา่ (เขม็ มเิ ตอร์ขน้ึ มาก) แสดงว่า ขานัน้ คือ ขาอมิ ติ เตอร์ (E) สำหรับทรานซสิ เตอรบ์ างตัว (โดยเฉพาะชนดิ ซลิ ิกอน) มคี ่าความต้านทานคอ่ นข้างสูง เมื่อให้ รีเวริ ์ส (อย่างเชน่ สูงกวา่ 20 เมกกะโอห์ม) เขม็ มิเตอร์จะไม่ขน้ึ เลย เพราะเกินพิกดั ความสามารถในการวดั ดงั นน้ั จะหาขา โดยวิธีการขา้ งต้นคงล้มเหลว ต้องใช้วิธขี องการไบอสั เขา้ มาชว่ ย ซึ่งสามารถทำตามลำดบั ข้นั ตอนดงั นี้ 1) เมอื่ ทราบตำแหน่งขาเบสแลว้ ตงั้ ยา่ นมิเตอรส์ เกล Rx10k จบั 2 ขาทเ่ี หลอื 2) ถ้าการจบั ขาของทรานซสิ เตอรถ์ กู ตอ้ งตามลกั ษณะการไบอสั เม่ือนำนิ้วมาแตะร่วม ระหว่างขาเบส (B) กับขาทเี่ หลอื สังเกตผลการวดั หากแตะกับขาใดแล้ว เข็มมเิ ตอรข์ ้นึ แสดงว่า ขาท่แี ตะ ร่วมกับขาเบส คือขาคอลเลคเตอร์ (C) ขาท่เี ขม็ ไมข่ ้นึ คอื ขาอมิ ิตเตอร์ (E) ( หมายถึง การแตะน้วิ ระหวา่ งขาเบส (B) กบั ขาคอลเลคเตอร์ (C) เข็มมเิ ตอรจ์ ะข้ึน) การไบอัสทรานซสิ เตอร์ จะสรา้ งจากหลักการที่ต้องการใหก้ ระแสทางด้านอนิ พุตไปควบคุมกระแส เอาท์พุต ดงั นนั้ การไบอัสทางด้านเอาท์พตุ จะตอ้ งใหไ้ บอัสแบบรเี วิรส์ ถา้ ใหไ้ บอสั แบบฟอร์เวริ ์ด จะทำให้กระแส ทางด้านเอาท์พุตเปน็ อิสระจากอินพตุ จนไม่สามารถควบคุมการไหลของทรานซสิ เตอร์ได้ ส่วนทางด้านอินพุต จะต้องให้แบบฟอร์เวิร์ด โดยค่าแรงดันฟอร์เวิร์ด ไม่จำเป็นจะต้องเป็นแรงดันไฟฟ้าที่มีค่าสูง แต่ถ้าให้กระแส อนิ พตุ สูงเกินไปจะทำใหก้ ระแสเอาทพ์ ุทเกิดการอิม่ ตวั ก่อนได้ ลำดบั ขั้นการทดลอง 1. นำทรานซิสเตอร์เบอร์ใดเบอร์หนึ่ง จำนวน 1 ตัว เพื่อทำการวัดและทดสอบ โดยบันทึกเบอร์ และวาดรูปร่างของทรานซสิ เตอร์ลงในตารางบนั ทกึ ผลการทดลองท่ี 3-1 123 รปู ที่ 3-1 สมมติตำแหน่งขาของทรานซสิ เตอร์