Diode

หนว่ ยที่ 3 ไดโอด วชิ า งานไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนิกส์ 30100-0003 อ.สันติภาพ มะสะ

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 1 ไดโอด อ.สนั ติภาพ มะสะ จดุ ประสงค์เชงิ พฤติกรรม บอกลักษณะของสารกง่ึ ตัวนาได้ บอกชนิดของไดโอดได้ บอกโครงสรา้ งของไดโอดได้ บอกสัญลกั ษณ์ของไดโอดได้ บอกวิธกี ารไบอสั ไดโอดได้ บอกวิธกี ารวดั และทดสอบไดโอดได้

วิชา งานไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ 30100-0003 2 ไดโอด อ.สันติภาพ มะสะ สารก่ึงตัวนา สารกึ่งตัวนา คอื สารก่งึ ตัวนาทม่ี วี าเลนซอ์ ิเล็กตรอน 4 ตวั มีคุณสมบัตกิ ง่ึ กลางระหวา่ งตวั นากบั ฉนวน เช่น คารบ์ อน(C) ตะกั่ว(Pb) ดีบุก(Sn) ซลิ กิ อน(Si) เยอรมนั เน่ียม(Ge) สารก่ึงตัวนาชนิดเอน็ คือ สารก่งึ ตัวนาทีไ่ ด้จาการนาธาตกุ ึ่งตัวนาซิลิกอน หรอื เยอรมันเน่ียม มาเตมิ สารเจอื ปนที่มีวาเลนซ์อิเลก็ ตรอน 5 ตวั เชน่ ฟอสฟอรสั (P) และ อาเซนิค(As) สารกึง่ ตัวนาชนิดพี คือ สารกง่ึ ตัวนาทไี่ ด้จาการนาธาตุก่ึงตัวนาซิลิกอน หรอื เยอรมนั เนย่ี ม มาเติมสารเจือปนที่มีวาเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน 3 ตัว เชน่ โบรอน(Br), อนิ เดียม(In), แกลเลียม(Ga) อลูมเิ นียม(Al)

วชิ า งานไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 3 ไดโอด อ.สนั ตภิ าพ มะสะ ชนดิ ของไดโอด แบ่งตามเนอ้ื สารท่ีใชผ้ ลิต ไดโอดชนดิ เยอรมนั เนยี่ ม คือ ไดโอดทมี่ สี ารเยอรมันเนยี่ ม เป็นเนอ้ื สารหลกั สารเยอรมนั เน่ยี ม ไมน่ ยิ มนามาผลิตเปน็ อปุ กรณ์ อเิ ล็กทรอนิกส์ เนือ่ งจากสารเยอรมนั เนยี่ ม มกี ระแส รั่วไหลมากกวา่ สารซลิ กิ อน ไดโอดชนดิ ซลิ ิกอน คือ ไดโอดทีม่ สี ารซิลกิ อน เป็นเน้อื สารหลกั สารซิลิกอน นิยมนามาผลิตเป็นอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ทกุ ชนดิ ในปจั จบุ ัน แหลง่ ที่มาของภาพประกอบ : https://www.ab.in.th/product/21/1n4007-diode- %E0%B9%84%E0%B8%94%E0%B9%82%E0%B8%AD%E0%B8%94-1a-1000v-rectifier https://thai.alibaba.com/product-detail/3a-100v-dip-schottky-diodes-sb3100-1816879082.html

วิชา งานไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนิกส์ 30100-0003 4 ไดโอด อ.สันติภาพ มะสะ ชนิดของไดโอด แบง่ ตามลักษณะกรรมวิธที ีผ่ ลติ ไดโอดชนดิ จุดสมั ผสั คอื ไดโอดทีเ่ กดิ จากการนาสารเยอรมันเนย่ี มชนดิ เอน็ มาอัดเปน็ เสน้ ลวดพลาติน่ัม เรียกว่า หนวดแมว ใสเ่ ขา้ ไป ในหลอดแกว้ ต่อเข้ากับผลึก ซง่ึ เปน็ สารชนิดเอน็ เมื่อใหก้ ระแสไฟฟ้าคา่ สงู ๆ ไหลผ่านรอยต่อระหว่าง สายและผลกึ จะทาใหเ้ กิดสารชนดิ พี ขนึ้ รอบ ๆ รอย สมั ผัสในผลึกเยอรมันเนย่ี ม ไดโอดชนิดหัวต่อ พี-เอน็ คอื ไดโอดที่เกดิ จากการนาสารกึง่ ตัวนาชนิดเอน็ มาแพรอ่ นุภาคอะตอมของสารบางชนดิ เข้าไปในสาร กึ่งตัวนาชนิดพตี ่อขว้ั ออกใชง้ าน ไดโอดชนดิ หัวตอ่ พ-ี เอ็น มบี ทบาทและใชง้ าน แพร่หลายในปัจจุบนั แหลง่ ทมี่ าของภาพประกอบ : https://allowtech.blogspot.com/2011/11/diode.html http://oknation.nationtv.tv/blog/tommy-ok/2008/01/04/entry-2

วิชา งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 30100-0003 5 ไดโอด อ.สนั ติภาพ มะสะ ไดโอด ไดหโอนดวชดนแดิ มจวดุ สมั ผสั ไดโอดชนดิ หวั ต่อพเี อน็ AK A + ++ ++ ++ K P N โครงสรา้ งของไดโอด ไดโอด เกิดจากการนาสารกงึ่ ตวั นาชนดิ พีและสารกงึ่ ตัวนาชนดิ เอน็ มาต่อชนกันด้วยวธิ กี ารปลกู ผลกึ หรอื วธิ ี การแพร่กระจายสารเจอื ปนลงในสารกึ่งตวั นาบรสิ ทุ ธิ์ ทาให้ มรี อยตอ่ ระหว่างสารก่งึ ตัวนา 1 รอยตอ่ มีขาใช้งาน 2 ขา ขาใชง้ านของไดโอด 1 ขาแอโนด (Anode) เรียกย่อ ๆ ว่า ขา A จะตอ่ เข้า กับสารกง่ึ ตวั นาชนิดพี ซ่งึ มปี ระจเุ ปน็ บวก (+) 2 ขาแคโถด (Cathode) เรยี กย่อ ๆ ว่า ขา K จะต่อเขา้ กับสารก่ึงตวั นาชนิดเอน็ ซง่ึ มปี ระจุเป็นลบ (-) แหลง่ ทีม่ าของภาพประกอบ : http://119.46.166.126/self_all/selfaccess12/m6/683/1/item2.php https://sunisalaput.files.wordpress.com/2012/12/electrotstatics-references-metallux-resistors-control- electrostatic-charges.jpg?w=300

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนกิ ส์ 30100-0003 6 ไดโอด อ.สันติภาพ มะสะ สญั ลกั ษณข์ องไดโอด K A ลักษณะสัญลักษณข์ องไดโอด ด้านหัวลกู ศร จะเป็นขาแอโนด (Anode) หรอื ขา A สว่ นอีกด้านหนึ่ง จะเปน็ ขาแคโถด (Cathod) หรือ ขา K AK รูปร่างของไดโอด เมือ่ เทยี บกับสัญลกั ษณ์ของไดโอด ด้านท่ีมแี ถบสีเทา(ตัวถงั สีดา) หรือ ดา้ นท่ีมแี ถบสดี า (ตัวถัง หลอดแก้วสีสม้ /สีขาว) จะเปน็ ขา K ข้อสงั เกตสญั ลกั ษณข์ องไดโอด หัวลูกศร จะแสดงทศิ ทางการไหลของกระแสโฮล จาก ขาแอโนดไปยังขาแคโถด (เม่ือไดร้ บั ไบอสั ตรง) แหลง่ ทม่ี าของภาพประกอบ : https://sites.google.com/a/samakkhi.ac.th/krumanoch/xi-xod

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนกิ ส์ 30100-0003 7 ไดโอด อ.สันติภาพ มะสะ การไบอสั ไดโอด 2 วิธี ไบอัสตรง (Forward Bias) + K จา่ ยแรงดันไฟบวกให้กับขาอาโนด A - และจ่ายแรงดันไฟลบใหก้ ับขาแคโถด จะทาให้มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไดโอด (ไดโอดทางานหรอื นากระแส) ไบอัสกลับ (Reverse Bias) จา่ ยแรงดันไฟบวกให้กับขาแคโถด A K และจา่ ยแรงดันไฟลบให้กับขาอาโนด - จะทาให้ไม่มกี ระแสไฟฟ้าไหลผ่าน + ไดโอด (ไดโอดไม่ทางานหรอื ไมใ่ ห้ กระแสผ่าน) มเี พยี งกระแสรวั่ ไหล ปริมาณน้อยมาก

วิชา งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 30100-0003 8 ไดโอด อ.สันติภาพ มะสะ การทดสอบไดโอด ด้วยมัลติมเิ ตอร์แบบอนาล็อก ขั้นตอนการวัดและทดสอบ 1 ต้ังยา่ นวดั ความตา้ นทานที่ R10 นาสายดา (ศักยบ์ วก) แตะทขี่ าแอโนด และนาสายแดง (ศกั ย์ลบ) แตะทขี่ าแคโถด พบว่า เข็มมิเตอร์ขน้ึ (คา่ ความตา้ นทานตา่ ) ประมาณ 70 ปรับยา่ นวัดความต้านทานไปที่ R10k นาสายแดง (ศักย์ 2 ลบ) แตะท่ขี าแอโนด และ นาสายดา (ศักย์บวก) แตะทข่ี า แคโถด พบว่า เข็มมิเตอร์ไมข่ ึ้น (คา่ ความตา้ นทานสงู ) เข็มช้ี ทค่ี า่ อนันต์ () 1 เขม็ ข้นึ 2 เข็มไม่ข้ึน แหลง่ ที่มาของภาพประกอบ : https://thai.alibaba.com/product-detail/analog-multimeter-analog-meter- multimeter-voltage-meter-current-meter-yx360-tester-yx360tres-without-battery-60404391097.html

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนิกส์ 30100-0003 9 ไดโอด อ.สันตภิ าพ มะสะ การทดสอบไดโอด ดว้ ยมัลตมิ ิเตอร์แบบดิจิทลั ข้ันตอนการวดั และทดสอบ ตง้ั ย่านวัดไดโอด นาสายแดง (ศักยบ์ วก) แตะทีข่ าแอโนด 1 และนาสายดา (ศกั ย์ลบ) แตะท่ีขาแคโถด มเิ ตอร์ จะแสดงค่าแรงดนั ตกครอ่ มไดโอด (แรงดันคัทอิน) โดย แสดงคา่ แรงดนั ประมาณ 0.6-0.7 V (ชนดิ ซิลิกอน) และ แสดงคา่ ประมาณ 0.2-0.3 V (ชนิดเยอรมันเนี่ยม) 2 สลบั สายวดั นาสายแดง (ศักย์บวก) แตะทข่ี าแคโถด และ นาสายดา (ศกั ยล์ บ) แตะท่ีขาแอโนด (ไดโอด จะไดร้ บั ไบอสั กลบั ) มิเตอร์ จะแสดงคา่ ผิดพลาด (โอเวอ่ ร์โหลด : OL) แหล่งทม่ี าของภาพประกอบ : https://legatool.com/th/fluke-80-series-v-digital-multimeters

วชิ า งานไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 10 ไดโอด อ.สันติภาพ มะสะ การทดสอบไดโอด เพื่อหาขาของไดโอด เขม็ ขึ้น กรณเี ขม็ มิเตอร์ข้นึ ขาใช้งานบนตวั ถังไดโอด ขาท่แี ตะกับสายดา บนตัวถงั ของไดโอด จะ (ศกั ยบ์ วก) คอื A มีเครื่องหมายกากบั ไว้ เพอ่ื หรือ ขาแอโนด บอกขาใช้งานของไดโอด ขาทีแ่ ตะกบั สายแดง (ศกั ยล์ บ) คอื K โดยแถบสขี าวหรือสดี า หรือ ขาแคโถด คอ่ น ไปทางขาใด ขาน้นั คอื ขา K หรอื ขาแคโถด ส่วนขาที่เหลือ คอื ขา A หรอื ขาแอโนด แหล่งที่มาของภาพประกอบ : http://119.46.166.126/self_all/selfaccess12/m6/683/1/item2.php

วิชา งานไฟฟา้ และอิเล็กทรอนกิ ส์ 30100-0003 11 ไดโอด อ.สนั ตภิ าพ มะสะ ผลการทดสอบไดโอด สภาพปกติ ใชง้ านได้ เขม็ ข้นึ 1 คร้งั ไม่ข้ึน 1 คร้งั สภาพชารุด/เสยี หาย ใชง้ านไม่ได้ 3 กรณี ช็อต เขม็ ขขึ้นาด1 ครงั้ รว่ั ไม่ข้ึน 1 ครงั้ เขม็ ขึ้น 2 ครงั้ เขม็ ไมข่ น้ึ 2 ครั้ง เขม็ ขึน้ มาก 1 คร้งั เขม็ ข้ึนเล็กนอ้ ย 1 ครั้ง

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนิกส์ 30100-0003 12 ไดโอด อ.สนั ติภาพ มะสะ แหลง่ อา้ งองิ ขอ้ มลู “คณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้าของไดโอด”. ม.ป.ป.. [ระบบออนไลน์]. แหล่งทีม่ า https://wiki.stjohn.ac.th/groups/poly1/wiki/d24e0/_.html. สบื คน้ เมื่อ 14 กนั ยายน 2558. “ไดโอดชนดิ จดุ สมั ผสั ”. ม.ป.ป.. [ระบบออนไลน์]. แหล่งท่ีมา http://en.academic.ru/dic.nsf/enwiki/146981. สืบคน้ เมื่อ 14 กนั ยายน 2558. ธนกรครี ีพทิ กั ษ์. 2537. สารก่ึงตัวนาและวงจร.ปทุมธานี : สกายบคุ๊ . พุทธารกั ษ์ แสงก่งิ . ม.ป.ป.. อุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนิกส์. กรุงเทพฯ : สานักพมิ พศ์ นู ยส์ ง่ เสริมอาชวี ะ. พนั ธ์ศักด์ิ พฒุ มิ านติ พงศ์. ม.ป.ป.. ทฤษฎีอิเล็กทรอนกิ ส์เบอ้ื งตน้ . กรุงเทพฯ : สานกั พิมพ์ศูนย์สง่ เสริมวชิ าการ. _______. 2557. อุปกรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์และวงจร.กรุงเทพฯ : สานกั พิมพ์ศูนยส์ ่งเสรมิ วิชาการ. ไวพจน์ ศรีธัญ. 2546. อุปกรณอ์ ิเลก็ ทรอนกิ ส์. กรงุ เทพฯ : สานกั พมิ พ์วงั อกั ษร.