๊Unit 4_FET

ก คำนำ เอกสารประกอบการสอน หน่วยที่ 4 เรอ่ื งเฟต วชิ างานพืน้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ รหัสวิชา 30105-0003 โดยเนื้อหาสอดคล้องและครบถ้วนสมบูรณ์ตามคำอธิบายรายวิชาในหลักสูตร ประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง (ปวส.) พุทธศักราช 2563 ประเภทวิชาอุตสาหกรรม สาขาวิชา อิเล็กทรอนิกส์ ภายในเนื้อหาบทเรียน ประกอบด้วย ประเภทและชนิดของเฟต โครงสร้างของเฟต สัญลกั ษณ์ของเฟต วิธีการไบอัสเฟต ลักษณะสมบัติทางไฟฟ้าของเฟต การวัดและทดสอบเฟต วงจร ใชง้ านของเฟต การดำเนนิ การสอน 1) ผสู้ อนตอ้ งดำเนนิ การสอนตามกำหนดการสอน 2) การจดั กิจกรรมการเรยี นการสอน มีข้นั ตอนดงั นี้ (1) ข้นั เตรยี ม/ขนั้ นำ ประกอบด้วย การจดั เตรยี มสอื่ การสอน การตรวจสอบนกั เรยี น การทดสอบกอ่ นเรยี น แจง้ จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ และนำเขา้ สู่บทเรยี น (2) ขั้นการเรียนการสอน ประกอบด้วย การถา่ ยทอดความรู้ การทดสอบความเขา้ ใจ ทำแบบฝึกหัดพร้อมเฉลย ทดลองตามใบงาน ตรวจใบงาน การทดสอบหลงั เรียน บันทกึ คะแนน การเก็บคะแนน คะแนนประจำหน่วย 60 คะแนน ประกอบดว้ ย (1) คะแนนแบบฝกึ หัด 20 คะแนน (2) คะแนนปฏบิ ตั งิ าน (ทดลองใบงาน) 20 คะแนน (3) คะแนนพฤตกิ รรม/คะแนนด้านจติ พสิ ยั 10 คะแนน (4) คะแนนทดสอบหลังเรยี น 10 คะแนน สนั ตภิ าพ มะสะ ผู้จัดทำ

ข สารบัญ หนว่ ยท่ี 4 เฟต หนา้ 4.1 แบบทดสอบก่อนเรียน หนว่ ยท่ี 4 1 4.2 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน หนว่ ยท่ี 4 4.3 ใบความรูท้ ี่ 4 154 4.4 แบบฝึกหดั ที่ 4 156 4.5 เฉลยแบบฝึกหดั ที่ 4 4.6 ใบงานท่ี 4 157 4.7 แบบประเมนิ ผลการปฏบิ ัติงาน ใบงานท่ี 4 200 4.8 แบบทดสอบหลังเรยี น หน่วยท่ี 4 203 4.9 เฉลยแบบทดสอบหลงั เรียน หน่วยท่ี 4 4.10 แบบประเมินคุณธรรมจริยธรรมและคุณลกั ษณะทพ่ี ึงประสงค์ หน่วยท่ี 4 204 4.11 เอกสารอ้างองิ หนว่ ยท่ี 4 212 213 215 216 217

154 แบบทดสอบก่อนเรยี น หน่วยที่ 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 7-8 ชอื่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ชว่ั โมง ช่ือเร่ือง : เฟต เวลา 30 นาที คำสัง่ จงทำเครอ่ื งหมายกากบาท () ลงบนตวั เลอื กท่ีถูกตอ้ ง 1. เฟต แบง่ ไดก้ ช่ี นิด ก. 2 ชนดิ ข. 3 ชนิด ค. 4 ชนดิ ง. 5 ชนิด จ. 6 ชนิด 2. มอสเฟต แบง่ ได้ก่ชี นดิ ก. 2 ชนดิ ข. 3 ชนิด ค. 4 ชนดิ ง. 5 ชนดิ จ. 6 ชนิด 3. ฐานรอง หรือ Substrate ต้องต่อกบั ขาใดของมอสเฟตเสมอ ก. เกต ข. ซอส ค. เดรน ง. เกตกับซอส จ. เดรนกบั ซอส 4. ขอ้ ใดคือการจา่ ยไบอสั ใหเ้ อนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล ก. ลบตอ่ G เทยี บกบั S และ D บวกต่อ S ข. ลบตอ่ G เทียบกับ S และ S บวกต่อ D ค. บวกต่อ G เทยี บกบั S และ S ลบตอ่ D ง. บวกตอ่ G เทยี บกบั S และ D ลบตอ่ S จ. บวกตอ่ D เทยี บกบั S และ G ลบตอ่ S 5. ขอ้ ใดคือสญั ลักษณ์ของเอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต ก. ข. ค. ง. จ.

155 แบบทดสอบก่อนเรียน หน่วยท่ี 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ท่ี 7-8 ชื่อหน่วย เฟต จำนวน 10 ชว่ั โมง ชื่อเรอ่ื ง : เฟต เวลา 30 นาที 6. เจเฟตชนิดเอน็ แชนแนล สารก่งึ ตัวชนิดเอน็ ต่อกบั ขาใด ก. เกต ข. ซอส ค. เดรน ง. เกตกับซอส จ. เดรนกบั ซอส 7. ขอ้ ใดเปน็ การไบอสั ควบคุมกระแสเดรนท่ีไหลผ่านเฟต ก. ควบคมุ แรงดนั ไบอสั ตรงทีเ่ กต ข. ควบคมุ แรงดันไบอสั กลับท่เี กต ค. ควบคมุ แรงดันไบอสั ตรงทซ่ี อส ง. ควบคุมแรงดันไบอัสกลบั ทซี่ อส จ. ควบคุมแรงดันไบอสั ตรงทเี่ ดรน 8. ข้อใดไม่ใชค่ ณุ สมบตั ขิ องเฟตท่ีดกี วา่ ทรานซสิ เตอร์ ก. ทนอณุ หภมู สิ ูง ข. ทนกำลงั ไฟฟ้าสงู ค. ขนาดตัวถงั ท่ใี หญ่ ง. สญั ญาณรบกวนตำ่ จ. อินพุตอมิ พแี ดนซส์ งู มาก 9. การตรวจสอบมอสเฟตระหวา่ งขาใด แสดงผลคา่ ความต้านทานน้อยทส่ี ดุ ก. ขาคใู่ ดกไ็ ด้ ข. ขาซอสกบั ขาเกต ค. ขาเดรนกับขาเกต ง. ขาเดรนกบั ขาซอส จ. ขาเกตกบั ขาใดก็ได้ 10. เฟต ถูกนำไปใช้ในวงจรใด ก. วงจรเรียงกระแส ข. วงจรกรองกระแส ค. วงจรกำเนิดสญั ญาณ ง. วงจรรกั ษาระดับแรงดัน จ. วงจรขยายยา่ นความถี่สูง

156 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี น หนว่ ยที่ 4 รหัสวิชา 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 7-8 ช่ือหนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชวั่ โมง ช่ือเรอ่ื ง : เฟต เวลา 30 นาที เฉลยคำตอบ ข้อท่ี ข้อที่ถกู ตอ้ ง 1ก 2ข 3ค 4ง 5ง 6จ 7ข 8ข 9ข 10 ค ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเต็ม 10 คะแนน

157 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพืน้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้งั ท่ี 7-8 ชอื่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ชว่ั โมง ชอ่ื เรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ชัว่ โมง จุดประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม 1. บอกประเภทและชนดิ ของเฟตได้ 2. อธิบายโครงสรา้ งของเฟตได้ 3. บอกสญั ลกั ษณข์ องเฟตได้ 4. บอกวธิ ีการไบอสั เฟตได้ 5. อธิบายคณุ สมบตั ทิ างไฟฟา้ ของเฟตได้ 6. บอกวธิ กี ารวัดและทดสอบเฟตได้ 7. บอกวงจรใชง้ านของเฟตได้ สาระการเรยี นรู้ 1. ประเภทและชนิดของเฟต 2. เจเฟต 3. ดีพลชี นั่ มอสเฟต 4. เอนฮารน์ เมนต์มอสเฟต 5. เวอรต์ คิ อลมอสเฟต 6. การวดั และทดสอบเฟต 7. วงจรใช้งานของเฟต

158 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพืน้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังที่ 7-8 ช่อื หน่วย เฟต จำนวน 10 ช่ัวโมง ชอื่ เรื่อง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง เฟต (FET) ย่อมาจาก ฟิลด์ เอฟเฟค ทรานซิสเตอร์ (Field Effect Transistor) หมายถงึ ทรานซิสเตอร์ ทีท่ ำงานเนอื่ งจากผลของสนามไฟฟา้ หรือทรานซสิ เตอรส์ นามไฟฟา้ ซง่ึ เป็นอุปกรณส์ ารกง่ึ ตัวนำชนิดข้ัวเดยี ว (Uni polar) มีลักษณะโครงสรา้ งและหลักการทำงานแตกตา่ งไปจากทรานซิสเตอร์ เพราะทรานซิสเตอรเ์ ป็นอปุ กรณ์ สารก่งึ ตัวนำชนดิ 2 ขว้ั (Bipolar) ภาพที่ 4-1 รูปรา่ งของเฟต ท่มี าของภาพ : http://miqn.net/periph/64.html การทำงานของเฟตนั้น ตอ้ งใช้แรงดันควบคมุ กระแสเหมอื นกบั การทำงานของหลอดสญุ ญากาศ คือ กระแสจะถูกควบคุมดว้ ยสนามไฟฟ้าที่เกดิ จากแรงดนั ไฟฟ้า ส่วนการทำงานของทรานซิสเตอร์ ตอ้ งอาศัยกระแส ควบคมุ การทำงาน ทง้ั กระแสอเิ ลก็ ตรอนและกระแสโฮล เฟต ได้รบั ความนิยมอย่างแพร่หลายในปจั จบุ นั เนอื่ งจาก เฟต มคี ณุ สมบัติคล้ายกบั หลอดสญุ ญากาศ คอื มอี ินพุตอมิ พแี ดนซ์สูงมากทำใหม้ ขี ้อดีต่อวงจรขยายเสียงเปน็ อยา่ งมาก ซึ่งนำมาใช้งานการขยายสญั ญาณและ ใช้งานในหนา้ ท่ีต่าง ๆ เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ และที่สำคัญมีคุณสมบตั ิทีด่ ีกว่าทรานซิสเตอร์ หลายประการ ดงั น้ี 1) เฟตสามารถต่อขยายสญั ญาณแบบหลายภาคได้ดี 2) เฟตสามารถทำงานทอ่ี ุณหภมู ิสงู ไดด้ ีกวา่ ทรานซสิ เตอร์ 3) เฟตสามารถสร้างใหม้ ีขนาดเลก็ ลงได้มากกว่าทรานซสิ เตอร์ 4) เฟตไมม่ ผี ลต่อแรงดันตา้ นภายใน เมือ่ นำไปใชเ้ ป็นสวิตช์ 5) ขบวนการผลิตเฟตเป็นขบวนการเดยี วกบั การผลิตไอซี 6) อุณหภูมมิ ผี ลตอ่ การทำงานของเฟตนอ้ ยกวา่ ทรานซสิ เตอร์มาก

159 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งท่ี 7-8 ช่ือหน่วย เฟต จำนวน 10 ชวั่ โมง ชอ่ื เรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ช่วั โมง 7) เฟต มสี ญั ญาณรบกวนตำ่ กว่าทรานซสิ เตอร์ จึงเหมาะสมกับการใชง้ านในภาคขยายสัญญาณ อัตราขยายต่ำ 8) อมิ พแี ดนช์ทางอนิ พตุ ของเฟตสงู มาก ประมาณ 100 M มากกว่าทรานซสิ เตอรม์ าก ๆ ซงึ่ จะ มคี า่ ประมาณ 2 k เท่าน้ัน 9) คุณสมบตั โิ ครงสรา้ งบางชนดิ ของเฟต สามารถสร้างให้มคี วามไวในการใชง้ านได้ดีกวา่ ทรานซสิ เตอร์ 4.1 ประเภทและชนิดของเฟต เฟต ถูกพัฒนาให้สามารถทำงานและใช้งานร่วมกับอุปกรณ์อ่ืนอีกหลากหลายชนิดมากข้ึน ทั้งนี้ จงึ ได้รับการพัฒนาให้มีประเภทและชนดิ เพ่ิมมากขึ้น นอกจากนี้ ยังสามารถนำไปใช้งานได้เฉพาะเจาะจงมากขึ้น เพอ่ื ใหเ้ กดิ คุณภาพและประสทิ ธิภาพในการทำงานมากขึน้ ดงั น้ัน เฟต ทีส่ รา้ งมาใช้งานแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท ดังนี้ 4.1.1 เจเฟต (JFET) ย่อมาจาก จังช่ัน ฟลิ ด์ เอฟเฟค ทรานซสิ เตอร์ (Junction Field Effect Transister) ซงึ่ สามารถแบง่ ออกได้ 2 ชนิด คือ (1) เจเฟตชนดิ พีแชนแนล (P Channel) (2) เจเฟตชนดิ เอน็ แชนแนล (N Channel) ภาพที่ 4-2 รปู รา่ งของเจเฟต ท่ีมาของภาพ : http://th.mouser.com/Semiconductors/Discrete-Semiconductors/Transistors/ JFET/Images/_/N-ax1rs?P=1yw767g&pop=9e5k

160 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพ้ืนฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 7-8 ช่ือหน่วย เฟต จำนวน 10 ชว่ั โมง ช่อื เรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง 4.1.2 มอสเฟต (MOSFET) มชี อื่ เต็มว่า มทิ อล ออกไซด์ เซมิคอนดกั เตอร์ฟลิ ดเ์ อฟเฟคทรานซสิ เตอร์ (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transister) โดยมีโครงสร้างแตกต่างจากเจเฟต เพราะส่วนที่ สรา้ งเป็นขา G ของมอสเฟต จะถูกสรา้ งขน้ึ โดยไมต่ ่อชนกนั กบั สว่ นทีเ่ ปน็ ขา D และ S แต่แยกตวั ออกเป็นอสิ ระ โดยมฉี นวนข้ันกลางคลา้ ยตัวเกบ็ ประจุ สว่ นขา D และ S ถูกสร้างขึน้ บนฐานรองหรอื ซบั สเตรท (SS : Substrate) ท่เี ป็นสารกง่ึ ตวั นำชนดิ ตรงข้ามกบั สว่ นขา D และขา S ทั้งน้ี มอสเฟต สามารถแบ่งยอ่ ยออกได้ 3 แบบ คอื 1) ดีพลีช่นั มอสเฟต (Depletion MOSFET) เรียกยอ่ ๆ วา่ ดีมอสเฟต (D-MOSFET) นอกจากนี้ ยงั สามารถแบ่งออกได้ 2 ชนดิ คอื (1) ดีพลีชน่ั มอสเฟต ชนิดพแี ชนแนล (2) ดพี ลชี ่นั มอสเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล 2) เอนฮานซเ์ มนตม์ อสเฟต (Enhancement MOSFET) เรยี กยอ่ ๆ ว่า เอนมอสเฟต (En- MOSFET) นอกจากนี้ ยงั สามารถแบง่ ออกได้ 2 ชนดิ คือ (1) เอนฮานซเ์ มนต์มอสเฟต ชนิดพแี ชนแนล (2) เอนฮานซเ์ มนต์มอสเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล 3) เวอร์ติคอลมอสเฟต (Vertical MOSFET) เรียกย่อ ๆ ว่า วี-มอส (V-MOS) เป็นมอสเฟตท่ี สร้างขึ้นมา เพื่อนำไปใช้งานกับการขยายที่ให้กำลังไฟฟ้า ทนกระแสและตอบสนองความถ่ีไดส้ ูง นอกจากน้ี ยัง สามารถแบง่ ออกได้ 2 ชนดิ คอื (1) เวอรต์ ิคอลมอสเฟต ชนดิ พีแชนแนล (2) เวอร์ติคอลมอสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล ภาพที่ 4-3 รปู รา่ งของมอสเฟต ท่มี าของภาพ : http://www.eak-electronic.com/index.php?route=product/product&product_ id=334

161 ใบความรู้ หน่วยที่ 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ช่ือวิชา งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ที่ 7-8 ชือ่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ชวั่ โมง ช่อื เรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ชวั่ โมง 4.2 เจเฟต 1) เจเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล โครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ เจเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล ประกอบดว้ ยสารก่งึ ตัวนำชนดิ เอน็ เป็นสารกงึ่ ตัวนำตอนใหญ่ จะมี ขาต่อออกมาใชง้ าน 2 ขา คอื ขาเดรน (Drain) หรอื ขา D กบั ขาซอส (Source) หรือขา S ซึ่งเป็นสารก่ึงตัวนำที่ บ่งบอกถึงแชนแนลของเจเฟต และมีสารกง่ึ ตัวนำชนดิ พี ตอนเล็ก ๆ 2 ตอน ประกบอยดู่ ้านข้าง มีขาต่อใช้งาน คอื ขาเกต (Gate) หรือ ขา G โดยใช้กระบวนการเชอ่ื มตอ่ กันแบบแพรก่ ระจาย (Diffused) ส่วนสัญลกั ษณ์ของเจเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล จะมหี ัวลกู ศรชี้เข้าท่ีขา G เพอ่ื แสดงใหท้ ราบว่า ขา G เปน็ สารก่ึงตัวนำชนิดพี ซ่งึ จะเป็นสารกงึ่ ตัวนำชนดิ ตรงขา้ มกบั ท่ีขา D และขา S D (เดรน) D G (เกต) N P G P S S (ซอส) ภาพที่ 4-4 โครงสรา้ งและสญั ลักษณ์ของเจเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล การไบอัสเจเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล การจา่ ยไบอัสทถี่ กู ตอ้ งใหก้ ับเจเฟต จะต้องจ่ายไบอสั ตรงให้ขา S และจ่ายไบอสั กลบั ใหข้ า D กบั ขา G เมอื่ เทียบกับขา S

162 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพนื้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 7-8 ชือ่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ชอื่ เร่ือง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง D G IG N ID VDD P P VGG S ภาพท่ี 4-5 การไบอสั เจเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล การทำงานของเจเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล ถ้าจ่ายไบอัสให้กับเจเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล เฉพาะท่ีขา D กับขา S ด้วยแรงดัน VDD จะมี กระแส ID ไหลผา่ นระหวา่ งขา D กับขา S สูงมากค่าหนึ่งและมีคา่ กระแสคงที่ตลอดเวลา น่นั คอื เจเฟต ทำงาน เมื่อจ่ายแรงดัน VGG ซึ่งเป็นแรงดันลบให้กับขา G เมื่อเทียบกับขา S จะเป็นการจ่ายไบอัส กลับใหร้ อยต่อขา G กับขา S เหมือนกบั การจ่ายไบอัสกลับให้กบั ไดโอด จึงส่งผลให้เกิดแบตเตอร่ีสมมติหรือดี พลีชั่นริจิน (ช่องว่าง) ขึ้น ระหว่างรอยต่อ P-N ดีพลีชั่นริจนิ นี้ จะเป็นตัวขัดขวางการไหลของกระแส ID ที่ไหล ระหวา่ งขา D กับขา S ให้ไหลไดน้ ้อยลง นั่นคอื เกดิ ค่าความตา้ นทานระหว่างขา D กบั ขา S มากข้นึ ซ่งึ ค่าความ ต้านทานนี้ จะเปลย่ี นแปลงไปตามคา่ แรงดันไบอัสกลับทีข่ า G กับขา S ทำให้กระแส ID ไหลเปลี่ยนแปลงตามไป ด้วย กระแส ID ท่ี ไหลเปล่ยี นแปลงนี้ สามารถควบคุมได้โดยการเปลย่ี นแปลงคา่ แรงดัน VGG ยิง่ จ่ายแรงดัน VGG ให้กบั ขา G เม่อื เทยี บกับขา S มาก จะสง่ ผลใหเ้ กดิ แบตเตอรส่ี มมติ หรือดี พลชี น่ั รจิ ิน (ชอ่ งว่าง) มากยง่ิ ข้นึ ทำให้กระแส ID ไหลผา่ นระหวา่ งขา D กบั ขา S ยงิ่ นอ้ ยลง 2) เจเฟต ชนิดพแี ชนแนล โครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ เจเฟต ชนิดพแี ชนแนล มโี ครงสร้าง ประกอบด้วย สารก่งึ ตัวนำชนดิ พี เปน็ สารก่งึ ตวั นำตอน ใหญ่ มขี าตอ่ ออกมาใชง้ าน 2 ขา คอื ขาเดรน (Drain) หรือขา D และขาซอส (Source) หรอื ขา S ซง่ึ จะบง่ บอก ถึงแชนแนลของเจเฟต และมสี ารกงึ่ ตวั นำชนิดเอ็น ตอนเล็ก ๆ 2 ตอน ประกบอยดู่ า้ นขา้ ง มีขาต่อออกมาใช้งาน คอื ขาเกต (Gate) หรือขา G โดยใชก้ ระบวนการเชอ่ื มต่อกันแบบแพร่กระจาย (Diffused)

163 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหัสวิชา 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพ้ืนฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 7-8 ชอ่ื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ช่ัวโมง ชื่อเรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ชัว่ โมง สัญลักษณ์ของเจเฟต ชนดิ พีแชนแนล จะมีหวั ลกู ศรชเี้ ขา้ ท่ขี า G เพ่อื แสดงใหท้ ราบว่าขา G เปน็ สารกง่ึ ตวั นำชนิดเอ็น (N : Negative) ซง่ึ จะเป็นสารกึง่ ตวั นำชนิดตรงขา้ มกบั ขา D และขา S D (เดรน) D G (เกต) P N G N S S (ซอส) ภาพที่ 4-6 โครงสรา้ งและสญั ลกั ษณ์ของเจเฟตชนิดพีแชนแนล การไบอัสเจเฟต ชนิดพีแชนแนล การจา่ ยไบอัสที่ถกู ต้องใหก้ บั เจเฟต จะต้องจา่ ยไบอสั ตรงให้กบั ขา S และจา่ ยไบอัสกลบั ให้ กบั ขา D กับขา G เมือ่ เทียบกับขา S D IG P ID VDD G N N VGG S ภาพที่ 4-7 การไบอสั เจเฟต ชนิดพีแชนแนล

164 ใบความรู้ หน่วยที่ 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้งั ท่ี 7-8 ช่อื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ช่วั โมง ชอ่ื เรื่อง : เฟต จำนวน 4 ชวั่ โมง การทำงานของเจเฟต ชนิดพแี ชนแนล ถ้าจ่ายไบอัสให้กับเจเฟต ชนิดพีแชนแนล เฉพาะที่ขา D กับขา S ด้วยแรงดัน VDD จะมี กระแส ID ไหลผา่ นระหวา่ งขา D กับขา S สงู มากค่าหนง่ึ และมคี า่ กระแสคงทีต่ ลอดเวลา น่ันคือ เจเฟต ทำงาน เมอื่ จา่ ยแรงดัน VGG ซงึ่ เปน็ แรงดันบวกจ่ายใหก้ บั ขา G เมือ่ เทียบกับขา S เป็นการจา่ ยไบอสั กลับให้รอยต่อขา G กับขา S เหมือนกบั การจ่ายไบอัสกลับให้กับไดโอด จึงส่งผลให้เกิดแบตเตอรี่สมมติหรือดี พลชี น่ั รจิ นิ ขนึ้ ระหว่างรอยตอ่ P-N ดีพลชี ัน่ รจิ นิ นี้ เป็นตัวขดั ขวางการไหลของกระแส ID ทไี่ หลระหว่างขา D กับ ขา S ทำใหไ้ หลได้ นอ้ ยลง นน่ั คือ เกิดคา่ ความต้านทานระหว่างขา D กบั ขา S มากขึ้น โดยคา่ ความต้านทานนี้ จะเปลี่ยนแปลงไปตามค่าแรงดันไบอัสกลับที่ขา G กับขา S ทำให้กระแส ID ไหลเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย กระแส ID ที่ไหลเปล่ียนแปลงน้ี สามารถควบคุมไดโ้ ดยการเปล่ยี นแปลงคา่ แรงดัน VGG ย่งิ จา่ ยแรงดนั VGG ให้กบั ขา G เมอ่ื เทียบกับขา S มาก จะสง่ ผลให้เกดิ แบตเตอรส่ี มมตหิ รือดี พลชี นั่ รจิ ิน (ชอ่ งว่าง) มากย่งิ ขน้ึ ทำให้กระแส ID ไหลผา่ นระหว่างขา D กับขา S ยิ่งนอ้ ยลง 4.3 ดีพลชี ่ันมอสเฟต 1) ดพี ลีชัน่ มอสเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล โครงสรา้ งและสญั ลักษณ์ ดีพลีชั่นมอสเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล เป็นมอสเฟต ที่ส่วนของขา D และขา S เป็นสารกงึ่ ตัวนำชนิด N ถกู สร้างบนฐานรอง ชนิด P สว่ นทเี่ ปน็ ขา D และขา S ถูกต่อถงึ กันดว้ ยฐานรองที่เป็นสารก่ึงตัวนำ ชนิดเดียว กันกับสารที่ขา D และขา S ส่วนทีเ่ ป็นขา G จะเป็นแผ่นโลหะถกู แยกออกไปต่างหาก ซึ่งเป็นสารกึ่ง ตัวนำชนิดเดียว กับฐานรอง โดยมีฉนวนซิลิกอนไดออกไซด์ (Silicon Dioxide) หรือ SiO2 ขั้นกลาง นอกจากน้ี ขาฐานรอง (SS) ตอ้ งต่อเข้ากับขา S เสมอ สญั ลักษณ์ของดพี ลชี ัน่ มอสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล จะมีขา G เขียนแยกออกตา่ งหาก ส่วน ของขา D และขา S จะเขียนต่อถึงกัน แสดงวา่ เปน็ สารก่งึ ตัวนำชนิด N หวั ลูกศรที่ช้ีเขา้ แสดงไว้ทฐ่ี านรอง (SS) เพ่ือบ่งบอกวา่ เป็นสารกงึ่ ตวั นำชนิด P นอกจากน้ี ขาฐานรอง (SS) จะตอ้ งเขยี นต่อกบั ขา S

165 ใบความรู้ หน่วยที่ 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครงั้ ที่ 7-8 ชือ่ หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชว่ั โมง ช่ือเร่ือง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง SGD D NN SiO2 P G ฐานรอง SS S ภาพท่ี 4-8 โครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ของดีพลีชัน่ มอสเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล การไบอสั ดพี ลีช่ันมอสเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล การจ่ายไบอัสที่ถกู ต้องใหก้ ับดพี ลีช่นั มอสเฟต จะเหมอื นกบั การจ่ายไบอสั ให้กบั เจเฟต คือ จ่ายไบอสั ตรงใหข้ า S และจ่ายไบอัสกลบั ให้กบั ขา D กบั ขา G เมือ่ เทียบกับขา S VDD VGG D SG SiO2 NN P ภาพที่ 4-9 การไบอัสดีพลชี ั่นมอสเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล

166 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหัสวิชา 30105-0003 ช่อื วิชา งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 7-8 ชอ่ื หน่วย เฟต จำนวน 10 ช่ัวโมง ช่อื เรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง การทำงานของดีพลีชัน่ มอสเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล ถ้าจ่ายไบอสั ใหเ้ ฉพาะขา D กับขา S ดว้ ยแรงดนั VDD จะมกี ระแส ID ไหลผา่ นระหว่าง ขา D กบั ขา S สูงมากค่าหนึง่ และมีคา่ กระแสคงทต่ี ลอดเวลา น่ันคือ ดีพลีชั่นมอสเฟตทำงาน เมื่อจา่ ยแรงดนั VGG เปน็ แรงดันลบให้กับขา G เมือ่ เทยี บกับขา S เป็นการจ่ายไบอัส กลบั ให้ รอยต่อขา G กับขา S ศักย์ลบที่ขา G จะผลักอิเล็กตรอนอิสระระหว่างรอยต่อขา D และขา S เคลื่อนที่ออกไป และดึงโฮลเข้าไปแทนท่ี ทำให้สารก่งึ ตวั นำรอยตอ่ ขา D และขา S เปลย่ี นสภาพจากสารกงึ่ ตวั นำชนิด N เป็นสาร กึง่ ตัวนำ ชนิด P ต้านทานการไหลของกระแส ID ทไี่ หลระหว่างขา D กับขา S ใหไ้ หลได้น้อยลง ถ้าปรับแรงดันไบอัสกลับให้กับขา G กับขา S เพิ่มมากขึ้น ศักย์ลบที่ขา G จะผลัก อิเล็กตรอนอิสระออกไปและดึงโฮลเข้าแทนที่มากขึ้น สภาพการเปลี่ยนแปลงของสารที่รอยต่อขา D และขา S เปน็ สารก่งึ ตัวนำชนดิ พี (P) มากขึน้ ตา้ นทานการไหลของกระแส ID ให้ไหลย่ิงนอ้ ยลง 2) ดีพลชี นั่ มอสเฟต ชนดิ พแี ชนแนล โครงสร้างและสญั ลกั ษณข์ องดพี ลชี ั่นมอสเฟตชนิดพีแชนแนล ดีพลชี น่ั มอสเฟต ชนดิ พแี ชนแนล เป็นมอสเฟตทสี่ ว่ นของขา D และขา S เป็นสารกง่ึ ตัวนำ ชนดิ P ถกู สรา้ งบนฐานรองชนดิ N ส่วนทข่ี า D และขา S ถกู ต่อถึงกันดว้ ยฐานรองทเี่ ปน็ สารกง่ึ ตัวนำชนดิ เดยี ว กนั กบั สารที่ขา D และขา S สว่ นของขา G เป็นแผน่ โลหะถกู แยกออกไปต่างหาก เป็นสารกง่ึ ตัวนำชนิดเดียวกบั ฐานรอง โดยมฉี นวนซลิ ิกอนไดออกไซด์ (Silicon Dioxide) หรอื SiO2 ข้ันกลางขาฐานรองซ่งึ ต้องต่อเขา้ กบั ขา S สญั ลักษณ์ของดีพลชี ั่นมอสเฟต ชนดิ พีแชนแนล จะมีขา G เขยี นแยกออกตา่ งหาก ส่วนขา D และ S จะเขียนตอ่ ถึงกนั แสดงวา่ เปน็ สารกง่ึ ตวั นำชนิดพี หัวลกู ศรท่ีช้ีออกแสดงไว้ทีฐ่ านรอง (SS) เพือ่ บง่ บอก ถึงว่าเป็นสารกง่ึ ตวั นำชนิดเอ็น ขาฐานรอง (SS) จะตอ่ กบั ขา S SG D D P +++++ P SiO2 + G N ฐานรอง SS S ภาพท่ี 4-10 โครงสรา้ งและสัญลักษณข์ องดีพลีชัน่ มอสเฟต ชนดิ พีแชนแนล

167 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหสั วิชา 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพ้ืนฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ที่ 7-8 ชื่อหน่วย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ชอื่ เรื่อง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง การไบอัสดีพลีช่นั มอสเฟต ชนิดพแี ชนแนล การจา่ ยไบอสั ที่ถกู ตอ้ งใหก้ ับดพี ลีชัน่ มอสเฟต ชนิดพีแชนแนล จะเหมอื นกบั การจา่ ยไบอสั ให้กับเจเฟต คือ จา่ ยไบอสั ตรงให้กบั ขา S และจ่ายไบอัสกลบั ใหก้ บั ขา D กบั ขา G เมื่อเทยี บกบั ขา S VDD VGG D SG SiO2 PP N ภาพท่ี 4-11 การไบอสั ดพี ลชี น่ั มอสเฟต ชนดิ พแี ชนแนล การทำงานของดีพลีช่นั มอสเฟต ชนิดพแี ชนแนล ถา้ จา่ ยไบอัสใหเ้ ฉพาะขา D กบั ขา S ดว้ ยแรงดนั VDD จะมีกระแส ID ไหลผ่านระหวา่ ง ขา D กบั ขา S สงู มากคา่ หน่งึ และมคี ่ากระแสคงทีต่ ลอดเวลา นน่ั คอื ดีพลชี ่ันมอสเฟตทำงาน เม่ือจ่ายแรงดนั VGG ซงึ่ เปน็ แรงดนั บวกให้กบั ขา G เทียบกับขา S เปน็ การจ่ายไบอัสกลับ ให้รอยต่อขา G กับขา S ศักย์บวกที่ขา G จะผลักโฮลระหว่างรอยต่อขา D และขา S ให้เคลื่อนที่ออกและดึง อิเล็กตรอนอิสระเขา้ ไปแทนที่ ทำใหส้ ารก่งึ ตัวนำท่ีรอยตอ่ ขา D และขา S แปรสภาพจากสารกึ่งตัวนำชนิด P เป็น สารก่งึ ตัวนำชนิด N ตา้ นทานการไหลของกระแส ID ทไ่ี หลระหว่างขา D กบั ขา S ใหไ้ หลไดน้ อ้ ยลง ถ้าปรับแรงดันไบอัสกลับให้กับขา G กับขา S มากยิ่งขึ้น ศักย์บวกท่ีขา G จะผลักโฮล ออกไปและดึงอิเล็กตรอนอิสระเข้าแทนที่มากขึ้น สภาพการเปลี่ยนแปลงของสารที่รอยต่อขา D และขา S เปน็ สารกึ่งตวั นำชนดิ N มากขนึ้ ตา้ นทานการไหลของกระแส ID ใหไ้ หลย่งิ น้อยลง

168 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพื้นฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครง้ั ท่ี 7-8 ชือ่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ชว่ั โมง ช่ือเร่ือง : เฟต จำนวน 4 ชัว่ โมง 4.4 เอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต 1) เอนฮารน์ เมนต์มอสเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล โครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ เอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล มีโครงสร้างคล้ายกบั ดพี ลชี ัน่ มอสเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล คือ สว่ นของขา D และขา S เปน็ สารชนิด N ถูกสรา้ งบนฐานรองชนิด P แต่แตกตา่ งตรงส่วนท่ีเป็นขา D และ ขา S จะถูกแยกออกจากกนั ดว้ ยฐานรองท่เี ปน็ สารกงึ่ ตัวนำต่างชนิดกนั กับสารท่ีขา D และขา S ส่วนขา G เป็นแผน่ โลหะถูกแยกออกไปต่างหาก เป็นสารกึ่งตัวนำชนิดเดียวกับฐานรอง โดยมีฉนวนซิลิกอนไดออกไซด์ หรือ SiO2 ขั้นกลางขาฐานรอง จะต้องตอ่ เข้ากับขา S เสมอ สัญลักษณ์ของเอนฮาร์นเมนต์มอสเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล จะมีขา G เขียนแยกออก ต่างหาก ส่วนของขา D และขา S จะเขียนแยกออกจากกัน แสดงว่าเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N หัวลูกศรที่ชี้เข้า แสดงไวท้ ี่ฐานรอง เพ่อื บง่ บอกวา่ เป็นสารกง่ึ ตวั นำชนดิ P ซึง่ ขาฐานรอง (SS) จะต้องต่อกบั ขา S SG D D NN SiO2 P G ฐานรอง SS S ภาพท่ี 4-12 โครงสรา้ งและสญั ลกั ษณ์ของเอนฮารน์ เมนต์มอสเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล การไบอสั เอนฮารน์ เมนต์มอสเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล การจา่ ยไบอสั ทีถ่ กู ต้องใหก้ บั เอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล จะต้องจ่ายไบอสั ตรงใหก้ บั ขา G และขา S เม่ือเทยี บกับขา D และจ่ายไบอสั กลบั ใหก้ บั ขา D

169 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพนื้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ท่ี 7-8 ช่ือหน่วย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ชอ่ื เรือ่ ง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง VDD D VGG SG +++ SiO2 NN P ภาพที่ 4-13 การไบอสั เอนฮารน์ เมนต์มอสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล การทำงานของเอนฮาร์นเมนต์มอสเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล ถ้าจ่ายไบอัสให้เฉพาะขา D กับขา S ด้วยแรงดัน VDD จะไม่มีกระแส ID ไหลผ่านระหว่าง ขา D กับขา S เพราะระหว่างรอยต่อส่วนที่เป็นขา D กับขา S ถูกขั้นด้วยฐานรอง เกิดความต้านทานสูงและ ต้านทานการไหลของกระแส ID นัน่ คือ เอนฮาร์นเมนต์มอสเฟตไม่ทำงาน เมื่อจา่ ยแรงดัน VGG ซึ่งเปน็ แรงดันบวกให้กับขา G เทียบกบั ขา S เปน็ การจ่ายไบอสั ตรงให้ รอยต่อขา G กับขา S ศักย์บวกที่ขา G จะผลักโฮลระหว่างรอยต่อขา D และขา S ให้เคลื่อนที่ออกและดึง อเิ ลก็ ตรอนอสิ ระเข้าไปแทนท่ี ทำใหส้ ารก่งึ ตัวนำระหว่างรอยตอ่ ขา D และขา S แปรสภาพเป็นสารก่ึงตัวนำชนิด N ต่อสารก่งึ ตัวนำทีข่ า D และขา S เข้าดว้ ยกนั ทำให้เกิดการไหลของกระแส ID ในวงจร ถ้าหากจ่ายไบอัสตรงให้กับขา G และขา S น้อย ศักย์บวกที่ขา G จะผลักโฮลและดึง อเิ ลก็ ตรอนอิสระเข้าแทนทน่ี อ้ ย การเปลีย่ นสภาพระหวา่ งรอยต่อขา D และ S ใหเ้ ปน็ สารก่งึ ตวั นำชนดิ N น้อย ทำให้เกิดกระแส ID ไหลผ่านได้น้อย ถา้ จา่ ยไบอัสตรงทข่ี า G กับขา S มาก ศักยบ์ วกท่ีขา G จะผลักโฮลและดงึ อิเล็กตรอนอสิ ระเขา้ แทนที่จะมาก การเปล่ยี นสภาพระหวา่ งรอยต่อขา D และ S ให้เป็นสารก่งึ ตวั นำชนดิ N มาก ทำใหเ้ กิดกระแส ID ไหลผา่ นได้มาก

170 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหัสวิชา 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ที่ 7-8 ชอ่ื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ชอ่ื เร่ือง : เฟต จำนวน 4 ชั่วโมง 2) เอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต ชนิดพแี ชนแนล โครงสรา้ งและสญั ลกั ษณ์ เอนฮาร์นเมนตม์ อสเฟต ชนิดพีแชนแนล มโี ครงสร้างท่ีสว่ นของขา D และขา S เป็นสาร ชนิดพี ถกู สรา้ งบนฐานรอง ชนิดเอ็น ถกู แยกออกจากกันดว้ ยฐานรอง ส่วนของขา G เป็นแผน่ โลหะถกู แยกออก อิสระ เป็นสารกึ่งตัวนำชนิดเดียวกับฐานรอง โดยมีฉนวนซิลิกอนไดออกไซด์ หรือ SiO2 ขั้นกลางขาฐานรอง จะตอ้ งต่อเขา้ กบั ขา S เสมอ สัญลกั ษณ์ของเอนฮารน์ เมนต์มอสเฟตชนิดพีแชนแนล จะมีขา G เขียนแยกออกต่างหาก สว่ นขา D และขา S เขยี นแยกออกจากกัน แสดงว่าเป็นสารกงึ่ ตวั นำชนิดพี หวั ลกู ศรที่ช้ีออกแสดงไว้ทีฐ่ านรอง ซง่ึ จะเขยี นต่อกบั ขา S SG D D PP SiO2 N G ฐานรอง SS S ภาพที่ 4-14 โครงสร้างและสญั ลกั ษณข์ องเอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต ชนิดพแี ชนแนล การไบอสั เอนฮาร์นเมนต์มอสเฟต ชนิดพแี ชนแนล การจา่ ยไบอสั ที่ถูกตอ้ งใหก้ ับเอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต ชนิดพีแชนแนล จะต้องจา่ ยไบอัสตรง ใหข้ า G และ ขา S เม่อื เทียบกบั ขา D และจา่ ยไบอสั กลบั ใหก้ ับขา D

171 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพนื้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครัง้ ที่ 7-8 ช่อื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ชื่อเรื่อง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง VDD D VGG SG ----- SiO2 PP N ภาพท่ี 4-15 การไบอัสเอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต ชนดิ พแี ชนแนล การทำงานของเอนฮารน์ เมนต์มอสเฟต ชนดิ พแี ชนแนล ถา้ จา่ ยไบอัสเฉพาะขา D กบั ขา S ด้วยแรงดนั VDD จะไมม่ ีกระแส ID ไหลผ่านระหว่างขา D กับขา S เพราะระหว่างรอยต่อท่ีขา D กับขา S ถูกขั้นด้วยฐานรอง (SS) เกิดความตา้ นทานสงู และต้านทานการ ไหลของกระแส ID นนั่ คือ เอนฮาร์นเมนต์มอสเฟตไม่ทำงาน เมื่อจ่ายแรงดัน VGG ซึ่งเป็นแรงดันลบให้กับขา G เทียบกับขา S เป็นการจ่ายไบอัสตรง ให้กับรอยตอ่ ขา G กบั ขา S ศกั ยล์ บที่ขา G จะผลักอิเลก็ ตรอนระหว่างรอยตอ่ ขา D และขา S ให้เคลื่อนท่ีออกไป และดึงโฮลเขา้ ไปแทนที่ ทำใหส้ ารกง่ึ ตวั นำระหว่างรอยต่อขา D และขา S เปลี่ยนสภาพเปน็ สารกึ่งตวั นำชนิด P ตอ่ สารกึ่งตวั นำทข่ี า D และขา S เขา้ ดว้ ยกัน ทำใหเ้ กดิ การไหลของกระแส ID ในวงจร ถ้าจ่ายไบอัสตรงที่ขา G กับขา S น้อย ศกั ยล์ บท่ขี า G จะผลกั อเิ ลก็ ตรอนอิสระและดึงโฮล เข้าแทนที่น้อย การแปรสภาพระหว่างรอยต่อขา D และขา S ให้เป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N น้อยตาม ทำให้เกิด กระแส ID ไหลผ่านไดน้ อ้ ย และถา้ จา่ ยไบอสั ตรงที่ขา G กับขา S มาก ศกั ยบ์ วกที่ขา จะผลักอิเลก็ ตรอนอิสระและ ดงึ โฮลเขา้ แทนท่จี ะมาก การแปรสภาพระหวา่ งรอยต่อขา D และขา S ใหเ้ ปน็ สารกึง่ ตัวนำชนดิ N มาก ทำให้เกดิ กระแส ID ไหลผา่ นได้มาก

172 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพ้ืนฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 7-8 ชอ่ื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ช่วั โมง ช่อื เรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ชั่วโมง 4.5 เวอร์ตคิ อลมอสเฟต 1) เวอรต์ ิคอลมอสเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล โครงสรา้ งและสญั ลักษณ์ สารกง่ึ ตวั นำชนดิ N+ คอื สารก่ึงตวั นำชนิด N ทีเ่ ติมธาตุเจือปนหรือการโดป๊ มากกว่าปกติ ทำให้อิเล็กตรอนอิสระมากข้ึน และมคี วามต้านทานภายในลดลง สว่ นสารก่ึงตัวนำชนดิ N- คอื สารกง่ึ ตัวนำชนิด N ทเี่ ตมิ ธาตเุ จอื ปนหรอื การโดป๊ นอ้ ยกว่าปกติ ทำให้อิเลก็ ตรอนอิสระมากขนึ้ และมคี วามต้านทานภายในมากขึน้ ตอนกลางดา้ นบนถกู เจาะเป็นรูปตัววี ทะลผุ ่านผิวชัน้ N+ ช้ัน P และช้ัน N- บางส่วนทำให้ ส่วนขา S แยกออกเป็น 2 สว่ น โดยขา S ที่ตอ่ ใช้งานถูกต่อกับสารก่งึ ตวั นำ ทั้งชนดิ N+ และชนิด P ทั้ง 2 ด้าน และต่อร่วมกันออกมาเป็นขา S ชุดเดียว สว่ นขา D เปน็ สารกง่ึ ตวั นำชนดิ N+ ของชัน้ ฐานรอง (SS) ระหวา่ งส่วน ของขา S และส่วนของขา D จะถูกแยกออกจากกนั ขา G จะถูกแยกออกอยา่ งอสิ ระ โดยมีซลิ กิ อนไดออกไซด์ ขั้นกลาง ทำใหข้ า ท้งั 3 ถกู แยก ออกจากกนั GS S N+ N+ SiO2 G PP D N- ชั้นอพิ แิ ทกเชียล N+ ชนั้ ฐานรอง D ภาพท่ี 4-16 โครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ของเวอร์ติคอลมอสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล การไบอสั เวอรต์ คิ อลมอสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล การจ่ายแรงดันไบอัสให้กับเวอร์ติคอลมอสเฟต ชนิดเอ็นแชนแนลนั้น เพื่อให้สามารถ ทำงานได้ จะตอ้ งจา่ ยไบอสั เหมอื นกับเอนฮารน์ เมนตม์ อสเฟต คอื ต้องจ่ายไบอสั ตรงใหข้ า G และขา S เทยี บกบั ขา D และจา่ ยไบอัสกลับใหก้ ับขา D

173 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ช่ือวิชา งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ที่ 7-8 ชือ่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ช่วั โมง ชือ่ เรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง G VGG S N+ N+ VDD PP ID N- ช้นั อิพแิ ทกเชียล N+ ช้ันฐานรอง D ภาพท่ี 4-17 การไบอัสเวอร์ตคิ อลมอสเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล การทำงานของเวอรต์ คิ อลมอสเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล สามารถอธบิ ายได้ ดังน้ี ถ้าจ่ายไบอัสเฉพาะขา D กบั ขา S ด้วยแรงดนั VDD จะไมม่ ีกระแส ID ไหลผา่ นระหวา่ งขา D กับขา S เพราะทีข่ า S เปน็ สาร N+ กับที่ขา D เป็นสาร N+ และสาร N- ถูกขั้นด้วยสาร P ที่ต่อรว่ มกบั ขา S ทขี่ า S ซึ่งเป็นสาร P จะไดร้ ับไบอสั กลับจากแรงดัน VDD เกิดความตา้ นทานสูงระหว่างรอยต่อขา D กบั ขา S ตา้ นทาน การไหลของกระแส ID น่ันคือ วี มอส ไม่ทำงาน เม่ือจา่ ยแรงดัน VGG ซ่ึงเปน็ แรงดันบวกใหข้ า G เทียบกับขา S เป็นการจา่ ยไบอัสตรง ศักย์ บวกทีข่ า G จะผลักโฮลทขี่ า S ซึ่งเป็นสาร P ให้เคล่อื นที่หา่ งออกจากบริเวณรปู ตดั ตวั V และดงึ อิเลก็ ตรอนเข้า ไปแทนที่ ทำให้สารกึ่งตัวนำชนิด P บริเวณรูปตัดตวั V เปลี่ยนสภาพเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N ต่อเชื่อมสารกงึ่ ตวั นำชนดิ N+ ท่ีขา S เข้ากบั สารกึ่งตวั นำ N- และ N+ ที่ขา D ทำใหเ้ กดิ การไหลของกระแส ID ในวงจร ถ้าศักย์บวกที่ขา G เทียบกับขา S น้อย ศักย์บวกทีข่ า G จะผลกั โฮลบรเิ วณรูปตดั ตวั V ใน สารกึ่งตัวนำชนิด P ที่ขา S ให้ห่างออกไปได้น้อย และดึงอิเล็กตรอนเข้าไปแทนที่ได้น้อย เปลี่ยนสภาพสาร P บรเิ วณรูปตดั ตัว V เปน็ สาร N ไดน้ ้อย มีกระแส ID ไหลในวงจรนอ้ ย ถ้าศักย์บวกท่ีขา G เทียบกับขา S มาก ศักย์บวกที่ขา G จะผลักโฮลบริเวณรูปตัดตัว V ใน สารกง่ึ ตวั นำชนิด P ทขี่ า S ให้ห่างออกไปไดม้ าก และดงึ อเิ ลก็ ตรอนเขา้ ไปแทนท่ีไดม้ าก เปล่ยี นสภาพจากสารก่ึง ตวั นำชนิด P บรเิ วณรปู ตดั ตัว V เป็นสารกงึ่ ตัวนำชนิด N ได้มาก มีกระแส ID ไหลในวงจรมาก

174 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ช่อื วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังท่ี 7-8 ชือ่ หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ช่วั โมง ชื่อเรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ชัว่ โมง 2) เวอรต์ คิ อลมอสเฟต ชนดิ พีแชนแนล โครงสรา้ งและสญั ลกั ษณ์ สารก่ึงตวั นำชนดิ P+ คือ สารก่งึ ตวั นำชนิด P ท่ีเติมธาตุเจือปนหรอื การโด๊ปมากกว่าปกติ ทำให้อิเล็กตรอน อสิ ระมากขน้ึ และมีความต้านทานภายในลดลง ส่วนสารกง่ึ ตวั นำชนิด P- คอื สารก่ึงตัวนำชนิด P ที่เตมิ ธาตุเจือปนหรอื การโดป๊ น้อยกวา่ ปกติ ทำให้อเิ ลก็ ตรอนอิสระมากขึน้ และมีความต้านทานภายในมากข้ึน ตอนกลางด้านบนถกู เจาะเป็นรปู ตัววี ทะลุผา่ นผิวช้ัน P+ ชนั้ N และชั้น P- บางสว่ น ทำให้ ส่วนของขา S แยกออกเปน็ 2 สว่ น โดยขา S ที่ต่อใชง้ านถูกต่อกบั สารกึ่งตัวนำ ท้ังชนดิ P+ และชนดิ N ท้ัง 2 ดา้ น และต่อร่วมกนั ออกมาเปน็ ขา S ชดุ เดียว สว่ นขา D เปน็ สารก่ึงตวั นำชนิด P+ ของชั้นฐานรอง (SS) ระหว่าง ส่วนของขา S และสว่ นของขา D จะถูกแยกออกจากกนั ขา G จะถกู แยกออกอย่างอสิ ระโดยมซี ลิ กิ อนไดออกไซด์ ขน้ั กลาง ทำให้ขา ทง้ั 3 ถูกแยก ออกจากกัน GS S P+ P+ SiO2 G NN D P- ชัน้ อิพแิ ทกเชยี ล P+ ช้ันฐานรอง D ภาพที่ 4-18 โครงสร้างและสัญลกั ษณข์ องเวอร์ตคิ อลมอสเฟต ชนดิ พแี ชนแนล การไบอสั เวอร์ตคิ อลมอสเฟต ชนดิ พีแชนแนล การจา่ ยแรงดันไบอสั ให้กับเวอร์ติคอลมอสเฟต ชนิดพีแชนแนล เพื่อให้สามารถทำงานได้ จะตอ้ งจ่ายไบอัสเหมือนกับเอนฮารน์ เมนต์มอสเฟต คือ ตอ้ งจา่ ยไบอัสตรงให้ขา G และขา S เทยี บกบั ขา D และ จ่ายไบอัสกลับให้กับขา D

175 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 7-8 ชื่อหน่วย เฟต จำนวน 10 ช่ัวโมง ช่ือเร่ือง : เฟต จำนวน 4 ชวั่ โมง G VGG S ID P+ P+ VDD NN P- ชน้ั อิพแิ ทกเชยี ล P+ ชน้ั ฐานรอง D ภาพที่ 4-19 การไบอัสเวอรต์ คิ อลมอสเฟตชนิดเอน็ แชนแนล การทำงานของเวอรต์ คิ อลมอสเฟต ชนิดพีแชนแนล สามารถอธิบายได้ ดังนี้ ถ้าจ่ายไบอสั เฉพาะขา D กับขา S ด้วยแรงดนั VDD จะไมม่ กี ระแส ID ไหลผา่ นระหวา่ งขา D กับขา S เพราะทขี่ า S เป็นสาร P+ กับทขี่ า D เปน็ สาร P+ และสาร P- ถกู ขนั้ ดว้ ยสาร N ทต่ี ่อร่วมกบั ขา S ที่ขา S ซงึ่ เป็นสาร N จะไดร้ ับไบอสั กลบั จากแรงดนั VDD เกิดความตา้ นทานสูงระหว่างรอยต่อขา D กับขา S ตา้ นทาน การไหลของกระแส ID นน่ั คอื วี มอส ยงั ไมท่ ำงาน เม่อื จ่ายแรงดัน VGG ซง่ึ เปน็ แรงดันลบให้ขา G เทียบกบั ขา S เปน็ การจา่ ยไบอัสตรง ศักย์ ลบท่ขี า G จะผลักอเิ ลก็ ตรอนทีข่ า S ซ่ึงเป็นสาร N ให้เคลอ่ื นทีห่ ่างออกจากบริเวณรปู ตดั ตวั V และดงึ โฮลเข้า ไปแทนที่ ทำให้สารกึ่งตัวนำชนิด N บริเวณรูปตัดตัว V เปลี่ยนสภาพเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด P ต่อเชื่อมสารกึ่ง ตวั นำชนดิ P+ ที่ขา S เขา้ กับสารกึ่งตัวนำ P- และ P+ ท่ขี า D ทำให้เกดิ การไหลของกระแส ID ในวงจร ถา้ ศักย์ลบท่ีขา G เทียบกบั ขา S น้อย ศักย์ลบทีข่ า G จะผลกั อิเล็กตรอนบริเวณรปู ตดั ตวั V ในสารกึ่งตัวนำชนิด N ที่ขา S ให้ห่างออกไปได้น้อย และดงึ โฮลเข้าไปแทนท่ไี ดน้ ้อย เปลย่ี นสภาพสาร N บรเิ วณ รูปตัดตัว V เป็นสาร P ได้น้อย มีกระแส ID ไหลในวงจรน้อย ถ้าศักย์ลบท่ีขา G เทยี บกบั ขา S มาก ศกั ย์ลบทขี่ า G จะผลักอเิ ลก็ ตรอนบรเิ วณรปู ตัดตวั V ในสารก่ึงตัวนำชนิด P ที่ขา S ให้ห่างออกไปไดม้ าก และดึงโฮลเข้าไปแทนที่ไดม้ าก เปลีย่ นสภาพจากสารก่ึง ตวั นำชนดิ P บริเวณรูปตดั ตวั V เป็นสารก่ึงตัวนำชนิด N ไดม้ าก มกี ระแส ID ไหลในวงจรมาก

176 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ช่อื วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครัง้ ท่ี 7-8 ช่อื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ชอ่ื เรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ชวั่ โมง 4.6 การวดั และตรวจสอบเฟต ข้ันตอนการวดั มอสเฟต 1) ตงั้ มเิ ตอรท์ ่ี Rx10k ใช้สายบวกแตะท่ีขาเกต (G) และลบทข่ี าซอส (S) คา่ ที่อา่ นได้จะมคี ่าเท่ากับ อินฟินิต้ี () (เขม็ ไมข่ ้นึ ) S G D ภาพท่ี 4-20 การวัดและตรวจสอบมอสเฟต 2) ปรบั มเิ ตอร์ไปที่ Rx1 นำสายบวกแตะที่ขาเดรน (D) และสายลบแตะทีข่ าซอส (S) เขม็ มิเตอร์จะ บา่ ยเบนไปทางขวาเกอื บเตม็ สเกล เมื่ออา่ นค่าความต้านทานจะได้ค่าความต้านทานนอ้ ยมาก S G D ภาพท่ี 4-21 การวัดและตรวจสอบมอสเฟตดว้ ยวิธีการไบอสั 3) เมอ่ื ทำตามข้อท่ี 2 แลว้ ใหท้ ำการชอ็ ตระหวา่ งขาเกต (G) กับขาซอส (S) ผลการวัดเขม็ ของมเิ ตอร์ จะตกลงมาท่อี นิ ฟนิ ติ ้ี () 4) จากการวดั ทง้ั 3 ข้อ แสดงวา่ มอสเฟตอยใู่ นสภาพใชง้ านได้

177 ใบความรู้ หน่วยที่ 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ชือ่ วิชา งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ท่ี 7-8 ช่ือหนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชวั่ โมง ชือ่ เรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง 4.7 วงจรใชง้ านของเฟต 4.7.1 การจัดวงจรขารว่ มของเฟต เฟต เป็นอุปกรณ์สารก่งึ ตวั นำตวั หนึง่ ท่นี ยิ มนำมาใชใ้ นวงจรขยายสญั ญาณ ซึ่งการควบคุมการ ทำงานของเฟตนนั้ ขึ้นอยูก่ บั การจดั วงจรรว่ มหรือคอมม่อนของเฟต สามารถจัดวงจรของเฟต ตามชื่อขาของเฟต ท่ตี อ่ ร่วมระหวา่ งขาอินพตุ และขาเอาทพ์ ตุ ได้ 3 แบบ คอื (1) วงจรคอมมอ่ นเกต (Common Gate Circuit) (2) วงจรคอมม่อนเดรน (Common Drain Circuit) หรอื วงจรซอรส์ ฟอลโลเวอร์ (Source Follower Circuit) (3) วงจรคอมม่อนซอรส์ (Common Source Circuit) 1) วงจรคอมมอ่ นเกต วงจรคอมม่อนเกตหรอื วงจรเกตร่วม เป็นวงจรท่ีใชข้ าเกต (G) เปน็ ขารว่ มระหวา่ งอินพุตกบั เอาทพ์ ตุ สัญญาณจะปอ้ นเข้าขาซอรส์ (S) และสญั ญาณจะถกู สง่ ออกท่ีขาเดรน (D) ซง่ึ เปน็ ขาเอาทพ์ ตุ +VDD C1 S ID R2 D C2 Vi R1 G VO ก.) เจเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล

178 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชื่อวิชา งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้ังที่ 7-8 ชอ่ื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชวั่ โมง ช่ือเรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ชวั่ โมง C1 S -VDD ID R2 D C2 Vi R1 G VO ข.) เจเฟต ชนิดพี แชนแนล ภาพท่ี 4-22 วงจรคอมมอ่ นเกตเบ้ืองตน้ จากวงจร สัญญาณอินพุตจะถูกป้อนเข้าท่ีขาซอส (S) กับขาเกต (G) โดยขาเกต (G) เป็นขากราวด์ ขาซอส (S) ได้รับไบอัสตรง จึงทำใหค้ ่าอินพุตอมิ พีแดนซ์มคี า่ ต่ำ สัญญาณเอาทพ์ ุต ออกท่ขี าเดรน (D) กบั ขาเกต (G) เน่อื งจากขาเดรน (D) ได้รับไบอัสกลับ จึงทำใหค้ า่ เอาท์พุตอิมพแี ดนซ์มคี า่ สูง เฟสของสัญญาณอนิ พุตกับเอาท์พุตจะเหมอื นกัน คอื ถา้ สัญญาณอินพตุ เปน็ บวก สัญญาณเอาท์พุต ออก มาเปน็ บวก และถา้ สญั ญาณอินพตุ เป็นลบ สญั ญาณเอาทพ์ ุตออกมาเป็นลบ วงจรเกตรว่ ม นำไปประยกุ ต์ใชง้ านไดก้ บั วงจรซอสร่วมท่มี ีค่าอมิ พแี ดนซต์ ่ำ เพ่อื เปลี่ยนคา่ อมิ พีแดนซ์ ให้สูงขน้ึ วงจรเกตรว่ มจะให้เสถยี รภาพของวงจรดี ใชง้ านได้กบั ความถีส่ ูงๆ จงึ นำไปใชใ้ นวงจรขยายย่านความถสี่ งู เช่น ย่าน VHF และ UHF วงจรจะให้อัตราขยายแรงดนั และอัตราขยายกำลังได้สงู

179 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครง้ั ที่ 7-8 ชอื่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ช่ัวโมง ช่อื เรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง 2) วงจรคอมมอ่ นเดรน หรอื วงจรซอสตาม วงจรคอมมอ่ นเดรน หรอื วงจรเดรนรว่ ม เปน็ วงจรท่ีใชข้ าซอส (S) เปน็ ขาร่วมระหวา่ งอินพตุ กบั เอาท์พุต สญั ญาณจะปอ้ นเขา้ ขาเกต (G) และสญั ญาณจะถกู ส่งออกทข่ี าซอร์ส (S) ซง่ึ เป็นขาเอาทพ์ ตุ +VDD ID D C1 G S C2 Vi R1 R2 VO ก.) เจเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล -VDD ID D C1 G S C2 Vi R1 R2 VO ข.) เจเฟต ชนิดพี แชนแนล ภาพที่ 4-23 วงจรคอมมอ่ นเดรนเบื้องตน้

180 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพนื้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครัง้ ที่ 7-8 ช่ือหน่วย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ช่ือเรือ่ ง : เฟต จำนวน 4 ช่วั โมง จากวงจร ภาพที่ 4-23 สญั ญาณอนิ พตุ จะถกู ป้อนเขา้ ที่ขาเกต (G) กบั ขาเดรน (D) โดยขา เดรน (D) เป็นขารว่ ม ขาเกต (G) ไดร้ ับไบอสั กลบั จึงทำให้คา่ อินพุตอิมพีแดนซม์ ีค่าสูง สญั ญาณเอาทพ์ ุตออกที่ ขาซอส (S) กับขาเดรน (D) เน่อื งจากขาซอส (S) ไดร้ ับไบอัสตรง จงึ ทำให้คา่ เอาทพ์ ตุ อิมพแี ดนซม์ ีคา่ ต่ำมาก เฟสของสญั ญาณอินพตุ กบั เอาท์พุต จะเหมอื นกนั คอื ถา้ สญั ญาณอนิ พุตเป็นบวก สัญญาณ เอาท์พตุ ออกมาเปน็ บวก และถ้าสัญญาณอินพุตเปน็ ลบ สญั ญาณเอาท์พตุ ออกมาเปน็ ลบ วงจรเดรนร่วม นำไปใช้งานเปน็ วงจรแมทชิ่ง ซึ่งเป็นวงจรที่ทำหน้าทีป่ รับค่าอิมพีแดนซ์ของ วงจรใหเ้ หมาะสมกัน เพอ่ื การสง่ ผา่ นสญั ญาณทดี่ ที ่ีสุด สามารถใหอ้ ตั ราขยายกระแสสูงและอตั ราขยายกำลงั สงู 3) วงจรคอมมอ่ นซอส วงจรคอมมอ่ นซอส หรอื วงจรซอสร่วม เป็นวงจรทใ่ี ชข้ าซอส (S) เป็นขารว่ มระหว่างอินพุต กับเอาท์พตุ สัญญาณจะปอ้ นเข้าขาเกต (G) และสญั ญาณจะถูกส่งออกทข่ี าเดรน (D) ซ่งึ เปน็ ขาเอาทพ์ ุต +VDD ID R2 C1 G D C2 S VO R3 C3 Vi R1 ก.) เจเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล

181 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหัสวิชา 30105-0003 ช่ือวิชา งานพ้ืนฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 7-8 ชือ่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ชื่อเรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ช่วั โมง -VDD ID R2 C1 D C2 G S VO R3 C3 Vi R1 ข.) เจเฟต ชนดิ พี แชนแนล ภาพที่ 4-24 วงจรคอมมอ่ นซอสเบื้องต้น จากวงจร ภาพที่ 4-24 สัญญาณอินพุตจะถูกป้อนเข้าที่ขาเกต (G) กับขาซอส (S) โดยขา ซอส (S) เป็นขารว่ ม ขาเกต (G) ได้รับไบอัสกลับ จึงทำให้คา่ อนิ พุตอมิ พีแดนซ์มคี ่าสงู มาก สัญญาณเอาท์พุตออก ที่ขาเดรน (D) กับขาซอส (S) เนือ่ งจากขาเดรน (D) ได้รบั ไบอัสกลับ เทียบกบั ขาซอส (S) ซึง่ เปน็ สารตอนเดียวกนั จงึ ทำใหค้ า่ เอาทพ์ ุตอมิ พีแดนซ์มีคา่ ต่ำกว่าอนิ พตุ อมิ พแี ดนซ์ เฟสของสัญญาณอินพุตกับเอาท์พุต จะต่างเฟสกัน 180O คือ ถ้าสัญญาณอินพุตเป็นบวก สญั ญาณเอาท์พุตออกมาเป็นลบ และถา้ สัญญาณอินพตุ เป็นลบ สญั ญาณเอาท์พตุ ออกมาเปน็ บวก วงจรซอสร่วม นำไปใช้เปน็ วงจรขยายสญั ญาณท่วั ไป ใหค้ ณุ ภาพดที างด้านการขยายแรงดนั และกำลงั

182 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วิชา 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้ังที่ 7-8 ชือ่ หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ช่วั โมง ชอื่ เร่ือง : เฟต จำนวน 4 ช่วั โมง 4.7.2 การจดั วงจรไบอัสเฟต การจัดวงจรไบอสั ใหก้ บั เฟตทกุ ประเภท ทกุ ชนิด จะคล้ายกบั การจัดวงจรไบอสั ทรานซิสเตอร์ แต่จะมีความแตกต่างกนั ข้ึนอยู่กบั ศักย์ของแรงดันท่ีขาเกตของเฟตแต่ละชนดิ ต้องการ เพ่ือให้เฟตสามารถทำงาน ไดถ้ ูกต้อง ลักษณะการจัดวงจรไบอัสเฟต สามารถแบง่ ออกได้ 3 แบบ ดงั น้ี คือ (1) วงจรไบอสั คงท่ี (Fixed Bias) (2) วงจรไบอสั ช่วย (Self Bias) (3) วงจรไบอสั แบบแบง่ แรงดัน (Voltage Divider Bias) การจัดวงจรไบอัส ทง้ั 3 แบบ สามารถนำไปประยุกต์ใชง้ านกับเจเฟต (JFET) และมอสเฟต (MOSFET) ได้ เพียงแต่กำหนดศกั ยแ์ ละคา่ แรงดันทีเ่ หมาะสมถกู ต้องใหว้ งจรเฟต กส็ ามารถทำงานตามต้องการได้ 1) วงจรไบอสั คงที่ (Fixed Bias) วงจรไบอสั คงทขี่ องเจเฟต การจัดวงจรไบอสั คงท่ีของเจเฟต ทง้ั ชนดิ เอ็นแชนแนลและพีแชนแนล จะตอ้ งจัดไบอัสให้ เหมอื นกัน คือ จ่ายไบอสั ตรงให้ขาซอส (S) จ่ายไบอัสกลบั ใหข้ าเดรน (D) และขาเกต (G) เทยี บกับขาซอส (S) ตลอดเวลา จึงจะทำใหเ้ จเฟต (JFET) ทำงานได้ +VDD ID R2 C2 VO C1 G D R1 - VGS + S Vi VGG + ก.) การจดั วงจรไบอสั คงทขี่ องเจเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล

183 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้งั ท่ี 7-8 ช่ือหน่วย เฟต จำนวน 10 ช่ัวโมง ชอื่ เรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง +VDD ID R2 C2 C1 G D R1 + VGS - S VO Vi VGG + ข.) การจดั วงจรไบอัสคงทขี่ องเจเฟต ชนดิ พีแชนแนล ภาพท่ี 4-25 วงจรไบอสั คงทีข่ องเจเฟต แบบเบ้อื งต้น จากวงจร ภาพที่ 4-25 เมอ่ื มีแรงดนั VGG ค่าคงที่จ่ายเปน็ ไบอัสกลับให้ขาเกต (G) โดยผา่ น ตัวตา้ นทาน R1 ทำหนา้ ท่จี ำกัดกระแสที่จะไหลผ่านเกต คา่ แรงดนั VGG คงทน่ี ี้ เปน็ ตวั กำหนดใหม้ ีกระแส ID ไหล ผ่านวงจรคงที่คา่ หนง่ึ ตลอดเวลา เมอ่ื มีสญั ญาณไฟสลบั ปอ้ นเข้ามาที่ขาเกต (G) ซงึ่ เปน็ ขาอนิ พุต จะทำใหร้ ะดบั แรงดัน VGS เปลยี่ นแปลงเพิ่มขน้ึ หรือลดลง สง่ ผลต่อกระแส ID ไหล เปล่ียนแปลงเพ่มิ ขึ้นหรอื ลดลงตามไปดว้ ย เกดิ แรงดัน ตกคร่อมตวั ตา้ นทาน R2 เปน็ สัญญาณไฟสลับสง่ ออกเอาทพ์ ุต การจ่ายไบอัสแบบน้ี ไมน่ ยิ มนำไปใชง้ าน เพราะมีแหลง่ จ่ายแรงดัน VGG เพม่ิ ข้ึนอีกชุดหนงึ่ ไมส่ ะดวกในการใช้งานในวงจรไบอสั ของเจเฟต วงจรไบอสั คงท่ีของดีพลีช่นั มอสเฟต การจดั วงจรไบอัสคงท่ีของดีพลชี ั่นมอสเฟต ทั้งชนิดเอ็นแชนแนลและพีแชนแนล ต้องจัด ไบอัสเหมือนกนั (หลักการเหมอื นกบั การจา่ ยไบอสั เจเฟต) คือ จ่ายไบอัสตรงใหข้ าซอส (S) จ่ายไบอสั กลับให้ขา เดรน (D) และขาเกต (G) เทยี บกับขาซอส (S) ตลอดเวลา จงึ จะทำให้ดพี ลีชนั่ มอสเฟต ทำงานได้

184 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งที่ 7-8 ชอื่ หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ชื่อเร่ือง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง +VDD ID R2 C2 VO C1 G D Vi R1 - VGS + S VGG + ก.) การจัดวงจรไบอสั คงทข่ี องดีพลีช่นั มอสเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล -VDD R2 C2 ID C1 G D Vi R1 + VGS - S VO VGG + ข.) การจดั วงจรไบอสั คงท่ขี องดพี ลีช่ันมอสเฟต ชนิดพีแชนแนล ภาพท่ี 4-26 วงจรไบอสั คงท่ขี องดพี ลีชัน่ มอสเฟต แบบเบอ้ื งตน้

185 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชื่อวิชา งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ที่ 7-8 ชื่อหนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ชอ่ื เรือ่ ง : เฟต จำนวน 4 ชวั่ โมง จากวงจร ภาพที่ 4-26 เม่ือมีแรงดัน VGG ค่าคงทจี่ ่ายเป็นไบอสั กลบั ใหข้ าเกต (G) โดยผา่ น ตัวต้านทาน R1 เปน็ ตัวจำกดั คา่ แรงดันให้ขาเกต (G) เกิดแรงดัน VGS เปน็ แรงดนั ไบอัสให้ขาเกต (G) กบั ขาซอส (S) ควบคุมใหด้ พี ลชี ่นั มอสเฟตทำงาน มีกระแส ID ไหลผา่ นวงจรคงที่ค่าหนึง่ ตลอดเวลา เมอ่ื มสี ญั ญาณไฟสลับป้อนเขา้ มาท่ีขาเกต (G) ซ่ึงเป็นขาอินพุต จะทำใหร้ ะดบั แรงดัน VGS เปล่ยี นแปลงเพ่มิ ขนึ้ หรอื ลดลง สง่ ผลตอ่ กระแส ID ไหลเปลย่ี นแปลงเพิม่ ข้นึ หรือลดลงตามไปด้วย เกิดแรงดนั ตก คร่อมตวั ตา้ นทาน R2 เป็นสัญญาณไฟสลับส่งออกเอาทพ์ ตุ การจา่ ยไบอสั แบบนี้ไมน่ ยิ มใชง้ าน เพราะมแี หลง่ จ่ายแรงดนั มากกวา่ หนึ่งชดุ ไมส่ ะดวกใน การใชง้ านในวงจรไบอสั ของดพี ลีชนั่ มอสเฟต วงจรไบอสั คงทขี่ องเอนฮานซ์เมนตม์ อสเฟต การจัดวงจรไบอัสคงทขี่ องเอนฮานซเ์ มนต์มอสเฟต ทงั้ ชนดิ เอน็ แชนแนลและพีแชนแนล ตอ้ งจดั ไบอสั เหมอื นกนั (หลักการเหมอื นกบั การจา่ ยไบอสั ทรานซสิ เตอร์) คือ จา่ ยไบอสั กลับให้ขาเดรน (D) จ่าย ไบอัสตรงให้ขาซอส (S) และขาเกต (G) เทยี บกบั ขาซอส (S) ตลอดเวลา จงึ จะทำให้เอนฮานซเ์ มนตม์ อสเฟต ทำงานได้ +VDD ID R2 C2 C1 G D S VO Vi R1 + VGS - VGG + ก.) การจัดวงจรไบอสั คงทข่ี องเอนฮานซเ์ มนตม์ อสเฟต ชนิด เอ็นแชนแนล

186 ใบความรู้ หน่วยที่ 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครงั้ ท่ี 7-8 ช่อื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ช่ือเร่อื ง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง -VDD R2 C2 ID VO C1 G D Vi R1 - VGS + S VGG + ข.) การจดั วงจรไบอสั คงทข่ี องเอนฮานซ์เมนตม์ อสเฟต ชนิดพแี ชนแนล ภาพท่ี 4-27 วงจรไบอัสคงท่แี บบเบ้อื งต้นของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต จากวงจร ภาพที่ 4-27 เมอื่ มแี รงดนั VGG ค่าคงที่จ่ายเปน็ ไบอัสตรงให้กับขาเกต (G) โดย ชนดิ เอน็ แชนแนล จะได้รบั ไบอสั เปน็ บวก ส่วนชนดิ พีแชนแนล จะไดร้ ับไบอสั เปน็ ลบ ถูกกำหนดค่าแรงดันด้วย ตัวต้านทาน R1 ทำให้เหลอื แรงดัน VGS ตกครอ่ มขาเกต (G) กบั ขาซอส (S) เปน็ ไบอัสตรงตามตอ้ งการ แรงดัน VGS จะชว่ ยให้รอยต่อระหว่างเดรนกบั ซอสตอ่ ถึงกนั เมื่อจ่ายแรงดนั VDD ใหข้ าเดรน (D) และขาซอส (S) จะมี กระแส ID ไหลในวงจรคงท่คี ่าหนงึ่ ตลอดเวลา เมื่อมสี ัญญาณไฟสลบั ป้อนเข้ามาที่ขาเกต (G) ซง่ึ เป็นขาอนิ พตุ จะทำให้ระดับแรงดัน VGS เปลย่ี นแปลงเพ่มิ ขน้ึ หรอื ลดลง สง่ ผลตอ่ กระแส ID ไหลเปล่ยี นแปลงเพม่ิ ขึ้นหรือลดลงตามไปดว้ ย เกิดแรงดัน ตกคร่อมตวั ตา้ นทาน R2 เปน็ สัญญาณไฟสลับสง่ ออกเอาทพ์ ุต การทำงานของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต จะมกี ระแส ID ไหลได้ ขน้ึ อยู่กับแรงดัน VGS ทจ่ี ่าย ให้ ถ้าไม่จ่ายแรงดัน VGS เอนฮานซเ์ มนต์มอสเฟต จะไมน่ ำกระแส หากจา่ ยแรงดันไบอัสตรงน้อย กจ็ ะนำกระแส น้อย หากจ่ายแรงดนั ไบอัสตรงมาก ก็จะนำกระแสมาก

187 ใบความรู้ หน่วยที่ 4 รหัสวิชา 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังที่ 7-8 ชื่อหนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ช่อื เรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ชั่วโมง 2) วงจรไบอัสช่วย (Self Bias) วงจรไบอสั ช่วยของเจเฟต การจัดวงจรไบอสั ชว่ ยของเจเฟต ท้งั ชนิดเอ็นแชนแนลและพีแชนแนล จะจดั วงจรเหมือน กับวงจรไบอัสคงท่ขี องเจเฟต แต่จะใชอ้ ปุ กรณป์ ระกอบเพิ่มเติมและการจดั วงจรทเ่ี ปลี่ยนแปลงไป +VDD ID R2 C2 C1 G D Vi - VGS + S VO R1 + R3 C3 ก.) การจดั วงจรไบอัสช่วยของเจเฟต ชนิดเอ็นแชนแนล

188 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหัสวิชา 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ที่ 7-8 ชื่อหนว่ ย เฟต จำนวน 10 ช่ัวโมง ช่ือเรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ช่วั โมง -VDD ID R2 C2 C1 G D Vi R1 + VGS - S VO R3 C3 + ข.) การจัดวงจรไบอสั ชว่ ยของเจเฟต ชนิดพีแชนแนล ภาพที่ 4-28 วงจรไบอัสช่วยของเจเฟต แบบเบอื้ งต้น จากวงจร ภาพท่ี 4-28 วงจรจะให้แหลง่ จ่ายแรงดนั VDD เพียงชุดเดยี ว โดยจ่ายแรงดนั ให้ วงจรครบทุกขา ใชต้ ัวตา้ นทาน R1 ท่มี ีคา่ ความต้านทานสงู ต่อกับขาเกต (G) และกราวด์ เพอื่ ใหไ้ บอัสท่จี า่ ยใหข้ า เกต (G) มคี ่านอ้ ยกว่าขาซอส (S) เพราะกระแสไหลผ่านตวั ต้านทาน R1 น้อย ส่วนขาซอส (S) มีตวั ตา้ นทาน R3 ที่มีค่าความต้านทานตำ่ ต่อระหว่างขาซอส (S) กบั กราวด์ ทำให้มกี ระแสไฟฟ้าไหลผา่ นมาก เกิดแรงดันตกครอ่ ม ตัวตา้ นทาน R3 มาก เมอ่ื เทียบศกั ย์ตกคร่อมระหว่างขาเกต (G) กับขาซอส (S) ไดแ้ รงดัน VGS จ่ายให้ขาเกต (G) เปน็ ไบอสั กลบั คา่ คงทค่ี า่ หน่ึงตลอดเวลา คอื ท่ขี าเกต (G) ของเจเฟตชนิดเอ็นแชนแนล จะจ่ายไบอัสเป็นลบ ส่วน ท่ีขาเกต (G) ของเจเฟตชนดิ พแี ชนแนล จะจ่ายไบอสั เปน็ บวก เกิดกระแส ID ไหลผ่านขาเดรน (D) และขาเดรน (S) คงทค่ี า่ หนง่ึ ตลอดเวลา เมื่อมีสัญญาณไฟสลบั ป้อนเขา้ มาที่ขาเกต (G) ซึง่ เปน็ ขาอนิ พตุ จะทำให้ระดบั แรงดนั VGS เปลย่ี นแปลงควบคมุ ให้กระแส ID ไหลเปลี่ยนแปลง เกดิ แรงดันตกคร่อมตวั ต้านทาน R2 เป็นสญั ญาณไฟสลบั สง่ ออกเอาท์พุต

189 ใบความรู้ หน่วยที่ 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่อื วชิ า งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 7-8 ชอื่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ชอ่ื เรือ่ ง : เฟต จำนวน 4 ชวั่ โมง ขณะที่กระแส ID ไหลผ่านเจเฟต เปลี่ยนแปลงไป ทำให้แรงดันตกครอ่ มตัวต้านทาน R3 เปลยี่ นแปลงตามไปด้วย จงึ ใส่ตวั เกบ็ ประจุ C3 เพอื่ กำจดั สัญญาณไฟสลบั ทิ้งไป เหลอื เฉพาะระดบั แรงดนั ไฟตรง ตกครอ่ มตวั ตา้ นทาน R3 ช่วยทำให้อัตราขยายสัญญาณของวงจรเพิ่มขน้ึ เกดิ ความคงทีใ่ นการขยายสัญญาณ วงจรไบอสั ชว่ ยของดีพลชี ั่นมอสเฟต การจัดวงจรไบอัสช่วยของดพี ลชี ั่นมอสเฟต ทั้งชนิดเอ็นแชนแนลและพแี ชนแนล จะตอ้ ง จัดวงจรเหมือนกบั วงจรไบอสั คงท่ขี องดีพลีช่นั มอสเฟต แตจ่ ะใช้อุปกรณป์ ระกอบเพม่ิ เตมิ และการจดั วงจรที่ เปล่ียนแปลงไป +VDD ID R2 C2 C1 G D - VGS + S + VO R1 R3 C3 Vi ก.) การจัดวงจรไบอสั ชว่ ยของดีพลชี นั่ มอสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล

190 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหัสวิชา 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังท่ี 7-8 ชอื่ หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ช่วั โมง ช่ือเร่อื ง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง -VDD R2 C2 ID C1 G D + VGS - S VO Vi R1 R3 + C3 ข.) การจดั วงจรไบอัสช่วยของดีพลีชัน่ มอสเฟต ชนิดพแี ชนแนล ภาพท่ี 4-29 วงจรไบอัสช่วยแบบเบื้องตน้ ของดพี ลชี ัน่ มอสเฟต จากวงจร ภาพท่ี 4-29 วงจรจะใหแ้ หลง่ จา่ ยแรงดนั VDD เพยี งชดุ เดียว มตี วั ตา้ นทาน R1 ตอ่ ระหว่างขาเกต (G) และกราวด์ เป็นตวั กำหนดแรงดันใหข้ าเกต (G) มีค่าพอเหมาะ และมตี วั ตา้ นทาน R3 ตอ่ ระหว่างขาซอส (S) กบั กราวด์ เปน็ ตวั กำหนดแรงดันใหข้ าซอส (S) เม่อื เทยี บศกั ยต์ กคร่อมระหวา่ งขาเกต (G) กบั ขาซอส (S) ได้แรงดนั VGS จา่ ยใหข้ าเกต (G) เป็นไบอสั กลบั ค่าคงท่ีค่าหนง่ึ ตลอดเวลา คอื ท่ขี าเกต (G) ของดีพลชี ัน่ มอสเฟตชนดิ เอ็นแชนแนล ตอ้ งจ่ายไบอัส เปน็ ลบ ท่ขี าซอส (S) จะเปน็ บวก ส่วนที่ขาเกต (G) ของดพี ลีช่ันมอสเฟตชนิดพีแชนแนล ตอ้ งจ่ายไบอสั เปน็ บวก ที่ขาซอส (S) จะเปน็ ลบ ทำให้เกิดกระแส ID ไหลผ่านขาเดรน (D) และขาซอส (S) คงทคี่ า่ หนง่ึ ตลอดเวลา เมอ่ื มสี ัญญาณไฟสลับปอ้ นเข้ามาท่ีขาเกต (G) ซึ่งเปน็ ขาอนิ พุต จะทำให้ระดับแรงดนั VGS เปลย่ี นแปลงควบคมุ ให้กระแส ID ไหลเปล่ยี นแปลง เกิดแรงดันตกครอ่ มตัวต้านทาน R2 เป็นสัญญาณไฟสลบั สง่ ออกเอาทพ์ ตุ

191 ใบความรู้ หน่วยที่ 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพ้ืนฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครัง้ ท่ี 7-8 ชอื่ หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชว่ั โมง ชอ่ื เรอ่ื ง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง ขณะท่ีกระแส ID ไหลผ่านวงจรเกิดการเปลยี่ นแปลง ทำใหแ้ รงดนั ตกคร่อมตวั ตา้ นทาน R3 เปลี่ยนแปลงตามไปดว้ ย จงึ ใส่ตวั เก็บประจุ C3 เพ่อื กำจัดสัญญาณไฟสลับทงิ้ ไป เหลอื เฉพาะระดบั แรงดนั ไฟตรง ตกครอ่ มตัวตา้ นทาน R3 ช่วยทำใหอ้ ตั ราขยายสัญญาณของวงจรเพมิ่ ขึน้ เกิดความคงท่ีในการขยายสญั ญาณ วงจรไบอสั ช่วยของเอนฮานซเ์ มนตม์ อสเฟต การจัดวงจรไบอสั ช่วยของเอนฮานซเ์ มนต์มอสเฟต ทั้งชนิดเอน็ แชนแนลและพีแชนแนล จะจัดวงจรเหมอื นกับวงจรไบอัสคงท่ีของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต แต่จะใช้อุปกรณ์ประกอบเพ่ิมเตมิ และการจัด วงจรท่ีเปลย่ี นแปลงไป +VDD C2 ID R2 R1 D G C1 + VGS - S VO R3 + Vi C3 ก.) การจดั วงจรไบอสั ชว่ ยของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล

192 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพ้ืนฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ท่ี 7-8 ชอื่ หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ชื่อเรื่อง : เฟต จำนวน 4 ช่วั โมง -VDD C2 ID R2 R1 D G C1 - VGS + S VO Vi R3 + C3 ข.) การจัดวงจรไบอสั ชว่ ยของเอนฮานซเ์ มนต์มอสเฟต ชนิดพแี ชนแนล ภาพท่ี 4-30 วงจรไบอัสช่วยแบบเบื้องตน้ ของเอนฮานซเ์ มนตม์ อสเฟต จากวงจร ภาพท่ี 4-30 วงจรจะมตี วั ต้านทาน R1 ต่อระหว่างขาเกต (G) กบั ขาเดรน (D) เพื่อเป็นตวั กำหนดแรงดันไบอัสตรงให้ขาเกต (G) โดยทีข่ าเกต (G) ชนิดเอ็นแชนแนล จะจ่ายไบอสั เป็นบวก สว่ น ที่ขาเกต (G) ชนดิ พีแชนแนล จะจ่ายไบอสั เปน็ ลบ เอนฮานซ์เมนตม์ อสเฟต จะนำกระแส มีกระแส ID ไหลผ่าน เกิดแรงดันตกครอ่ มทต่ี ัวต้านทาน R3 เปน็ ตวั กำหนดแรงดันใหข้ าซอส (S) เมอื่ เทียบศกั ยร์ ะหวา่ งขาเกต (G) กับขาซอส (S) จะได้แรงดัน VGS จา่ ยใหข้ าเกต (G) เป็น ไบอสั ตรง คอื ทขี่ าเกต (G) ของชนิดเอ็นแชนแนล จะจา่ ยไบอัสเป็นบวก ทข่ี าซอส (S) จะเป็นลบ ส่วนที่ขาเกต (G) ของชนดิ พแี ชนแนล จะจ่ายไบอสั เป็นลบ ท่ีขาซอส (S) จะเป็นบวก จะควบคมุ ให้กระแส ID ไหลในวงจรคงที่ ค่าหน่งึ ตลอดเวลา เมอ่ื มีสญั ญาณไฟสลบั ปอ้ นเขา้ มาที่ขาเกต (G) ซึง่ เปน็ ขาอนิ พุต จะทำใหร้ ะดบั แรงดัน VGS เปลีย่ นแปลงควบคุมใหก้ ระแส ID ไหลเปล่ียนแปลง เกดิ แรงดันตกคร่อมตวั ต้านทาน R2 เปน็ สญั ญาณไฟสลับสง่ ออกเอาทพ์ ตุ

193 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหัสวิชา 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งที่ 7-8 ช่ือหนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ชือ่ เรอื่ ง : เฟต จำนวน 4 ชัว่ โมง ขณะทกี่ ระแส ID ไหลผ่านวงจรเกิดการเปลย่ี นแปลง ทำให้แรงดันตกคร่อมขาเดรน (D) กับ กราวด์ และตกครอ่ มตวั ตา้ นทาน R3 เปลีย่ นแปลงตามไปด้วย จึงใส่ตวั เกบ็ ประจุ C3 เพื่อกำจดั สัญญาณไฟสลับที่ ขาซอส (S) ท้งิ ลงกราวด์ เหลอื เฉพาะระดับแรงดนั ไฟตรงตกครอ่ มตวั ต้านทาน R3 ชว่ ยทำให้อัตราขยายสัญญาณ ของวงจรเพิ่มขึน้ เกิดความคงทใ่ี นการขยายสัญญาณ 3) วงจรไบอัสแบบแบง่ แรงดัน (Voltage Divider Bias) วงจรไบอสั แบบแบง่ แรงดันของเจเฟต การจดั วงจรไบอัสแบบแบง่ แรงดันของเจเฟต ทั้งชนิดเอ็นแชนแนลและพีแชนแนล จะจดั วงจรเหมอื นเดิม แตจ่ ะใชอ้ ปุ กรณป์ ระกอบเพิ่มเตมิ และการจดั วงจรท่ีเปลย่ี นแปลงไป ชว่ ยใหว้ งจรมกี ารทำงานที่ คงทีม่ ากขึ้น และเพม่ิ อัตราขยายสัญญาณในวงจรมากขึน้ +VDD R1 ID R3 C2 C1 G D Vi - VGS + S VO R2 R4 + C3 ก.) การจดั วงจรไบอสั แบบแบง่ แรงดนั ของเจเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล

194 ใบความรู้ หน่วยท่ี 4 รหสั วชิ า 30105-0003 ชื่อวิชา งานพนื้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งท่ี 7-8 ชือ่ หน่วย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ชือ่ เร่ือง : เฟต จำนวน 4 ช่ัวโมง -VDD R1 ID R3 C2 C1 G D + VGS - S VO Vi R2 R4 C3 + ข.) การจัดวงจรไบอสั แบบแบง่ แรงดันของเจเฟต ชนิดพแี ชนแนล ภาพท่ี 4-31 วงจรไบอสั แบบแบง่ แรงดันของเจเฟต แบบเบอ้ื งตน้ จากวงจร ภาพท่ี 4-31 วงจรจะมตี วั ตา้ นทาน R1 และ R2 ถกู จัดวงจรเป็นแบบแบง่ แรงดัน โดยตวั ตา้ นทาน R1 เป็นตัวจ่ายไบอสั กลบั ใหข้ าเกต (G) สว่ นตัวตา้ นทาน R2 เปน็ ตวั จำกัดกระแสทไ่ี หลผา่ นใน วงจร ทำใหเ้ กดิ แรงดนั ตกครอ่ มขาเกต (G) เทยี บกบั กราวด์ โดยที่ขาเกต (G) ชนิดเอ็นแชนแนล จะจา่ ยไบอสั เปน็ บวก ส่วนที่ขาเกต (G) ชนดิ พแี ชนแนล จะจา่ ยไบอสั เป็นลบ เจเฟต จงึ จะนำกระแส มกี ระแส ID ไหลผา่ นตัว ต้านทาน R4 เกดิ แรงดนั ตกคร่อมทต่ี วั ต้านทาน R4 เทยี บกบั กราวด์ เม่ือเทยี บศักย์ระหวา่ งขาเกต (G) กบั ขาซอส (S) คอื ถา้ เป็นชนดิ เอ็นแชนแนล ทีข่ าซอส (S) จะเปน็ บวก มแี รงดนั สงู กว่าศักยบ์ วกทขี่ าเกต (G) ทำให้ท่ขี าเกต (G) เปน็ ลบ สว่ นชนดิ พแี ชนแนล ที่ขาซอส (S) จะเปน็ ลบ มีแรงดนั สงู กว่าศักย์ลบทข่ี าเกต (G) ทำใหท้ ขี่ าเกต (G) เปน็ บวก แรงดัน VGS ท่ีได้ จึงเป็นไบอสั กลบั ปอ้ นให้กับขาเกต (G) ของเจเฟต ตวั ต้านทาน R3 เป็น โหลดรบั สญั ญาณตกคร่อม สง่ ออกเอาทพ์ ตุ ตวั เก็บประจุ C3 ทำหนา้ ท่คี วบคุมแรงดันท่ีขาซอส (S) ให้คงท่ี เพื่อ ควบคมุ อัตราขยายสญั ญาณของวงจรเจเฟตให้ทำงานคงท่ี

195 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหสั วิชา 30105-0003 ช่อื วชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังท่ี 7-8 ช่อื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ช่ือเร่อื ง : เฟต จำนวน 4 ช่วั โมง วงจรไบอสั แบบแบง่ แรงดนั ของดพี ลีช่ันมอสเฟต การจดั วงจรไบอัสแบบแบ่งแรงดันของดพี ลีชนั่ มอสเฟต ทัง้ ชนดิ เอน็ แชนแนลและพีแชนแนล จะจดั วงจรเหมือนเดิม แตจ่ ะใช้อปุ กรณ์ประกอบเพมิ่ เตมิ มกข้ึนและการจดั วงจรที่เปลย่ี นแปลงไป ช่วยให้วงจรมี การทำงานท่คี งทีม่ ากขน้ึ และเพิ่มอัตราขยายสัญญาณในวงจรมากขึน้ +VDD ID R3 C2 R1 C1 G D - VGS + S VO Vi R2 R4 + C3 ก.) การจดั วงจรไบอสั แบบแบ่งแรงดนั ของดีพลีชนั่ มอสเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล

196 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้ังท่ี 7-8 ชอื่ หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ชั่วโมง ชอื่ เร่อื ง : เฟต จำนวน 4 ชัว่ โมง -VDD ID R3 C2 R1 C1 G D + VGS - S VO R2 R4 + C3 Vi ข.) การจดั วงจรไบอัสแบบแบง่ แรงดนั ของดพี ลีช่ันมอสเฟต ชนิดพแี ชนแนล ภาพท่ี 4-32 วงจรไบอสั แบบแบ่งแรงดันเบ้อื งต้นของดีพลีชัน่ มอสเฟต จากวงจร ภาพที่ 4-32 วงจรจะมีตวั ตา้ นทาน R1 และ R2 ถูกจัดวงจรเปน็ แบบแบง่ แรงดนั โดยตวั ต้านทาน R1 เปน็ ตวั จ่ายไบอสั กลับให้ขาเกต (G) สว่ นตวั ตา้ นทาน R2 เป็นตวั จำกดั กระแสท่ีไหลผ่านใน วงจร ทำให้เกิดแรงดนั ตกครอ่ มขาเกต (G) เทียบกับกราวด์ โดยท่ขี าเกต (G) ชนิดเอ็นแชนแนล จะต้องจา่ ยไบอัส เป็นบวก สว่ นท่ีขาเกต (G) ชนิดพีแชนแนล จะตอ้ งจา่ ยไบอัสเปน็ ลบ จงึ จะทำให้ดีพลชี นั่ มอสเฟต นำกระแส มี กระแส ID ไหลผา่ นตัวตา้ นทาน R4 เกดิ แรงดันตกครอ่ มที่ตวั ต้านทาน R4 เทยี บกับกราวด์ เม่อื เทียบศักย์ระหวา่ งขาเกต (G) กับขาซอส (S) คอื ถ้าเปน็ ชนิดเอน็ แชนแนล ทีข่ าซอส(S) จะเป็นบวก มแี รงดนั สูงกวา่ ศกั ย์บวกทข่ี าเกต (G) ทำใหท้ ีข่ าเกต (G) เปน็ ลบ ส่วนชนิดพแี ชนแนล ท่ีขาซอส (S) จะเป็นลบ มีแรงดันสงู กวา่ ศกั ยล์ บทขี่ าเกต (G) ทำให้ท่ขี าเกต (G) เปน็ บวก แรงดนั VGS ท่ีได้จงึ เปน็ ไบอสั กลบั ป้อนใหก้ บั ขาเกต (G) ของดีพลีชน่ั มอสเฟต ตวั ตา้ นทาน R3 เป็นโหลดรบั สัญญาณตกคร่อม สง่ ออกเอาทพ์ ุต ตัวเกบ็ ประจุ C3 ทำหนา้ ทคี่ วบคมุ แรงดนั ทข่ี าซอส (S) ให้ คงท่ี เพอื่ ควบคมุ อตั ราขยายสญั ญาณของวงจรดีพลชี น่ั มอสเฟตใหท้ ำงานคงท่ี

197 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 4 รหัสวิชา 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ที่ 7-8 ช่อื หน่วย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ช่อื เร่อื ง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง วงจรไบอสั แบบแบ่งแรงดนั ของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต การจัดวงจรไบอสั แบบแบ่งแรงดนั ของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต ทง้ั ชนิดเอ็นแชนแนล และ พีแชนแนล จะจัดวงจรเหมอื นเดิม แต่จะใช้อุปกรณ์ประกอบเพิ่มเติมและการจัดวงจรที่เปล่ียนแปลงไป ช่วยให้ วงจรมีการทำงานท่คี งท่ีมากขน้ึ และเพิม่ อตั ราขยายสัญญาณในวงจรมากขน้ึ +VDD R1 ID R3 C2 C1 G D Vi + VGS - S + VO R4 R2 C3 ก.) การจัดวงจรไบอัสแบบแบง่ แรงดนั ของเอนฮานซเ์ มนต์มอสเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล

198 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหสั วิชา 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพ้ืนฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ท่ี 7-8 ชื่อหน่วย เฟต จำนวน 10 ชัว่ โมง ชอ่ื เร่ือง : เฟต จำนวน 4 ชว่ั โมง -VDD R1 ID R3 C2 C1 G D - VGS + S VO Vi R2 R4 C3 + ข.) การจดั วงจรไบอสั แบบแบง่ แรงดนั ของเอนฮานซเ์ มนตม์ อสเฟต ชนดิ พีแชนแนล ภาพท่ี 4-33 วงจรไบอสั แบบแบง่ แรงดันเบ้ืองตน้ ของเอนฮานซ์เมนตม์ อสเฟต จากวงจร ภาพที่ 4-33 วงจรจะมีตวั ตา้ นทาน R1 และ R2 ถกู จดั วงจรเปน็ แบบแบง่ แรงดัน โดยตวั ต้านทาน R2 เป็นตวั จ่ายไบอัสตรงใหข้ าเกต (G) ส่วนตัวตา้ นทาน R1 เป็นตัวจำกัดกระแสทีไ่ หลผา่ นในวงจร ทำให้เกดิ แรงดนั ตกคร่อมขาเกต (G) เทียบกับกราวด์ โดยทข่ี าเกต (G) ชนดิ เอ็นแชนแนล จะจ่ายไบอสั เป็นบวก ส่วนท่ีขาเกต (G) ชนิดพแี ชนแนล จะจ่ายไบอสั เปน็ ลบ เอนฮานซ์เมนตม์ อสเฟต จึงจะนำกระแส ทำให้มีกระแส ID ไหลผ่านตวั ต้านทาน R4 เกดิ แรงดันตกคร่อมที่ตัวตา้ นทาน R4 เทียบกับกราวด์ เม่อื เทียบศักยร์ ะหวา่ งขาเกต (G) กบั ขาซอส (S) คอื ถา้ เป็นชนิดเอน็ แชนแนล ทข่ี าซอส (S) จะเปน็ ลบ มแี รงดันศักย์บวกต่ำกวา่ ศกั ยบ์ วกทีข่ าเกต (G) ทำใหท้ ี่ขาเกต (G) เป็นบวก สว่ นชนดิ พีแชนแนล ทข่ี า ซอส (S) จะเปน็ บวก มแี รงดนั ศกั ยล์ บตำ่ กวา่ ศกั ยล์ บท่ขี าเกต (G) ทำใหท้ ี่ขาเกต (G) เปน็ ลบ แรงดนั VGS ทไ่ี ดจ้ งึ เปน็ ไบอสั ตรงปอ้ นใหก้ บั ขาเกต (G) ของเอนฮานซเ์ มนตม์ อสเฟต ส่วน ตวั ตา้ นทาน R3 เป็นโหลดรบั สญั ญาณตกคร่อม สง่ ออกเอาท์พตุ ตวั เก็บประจุ C3 ทำหน้าท่ีควบคุมแรงดนั ทขี่ า ซอส (S) ให้คงที่ เพอ่ื ควบคุม อัตราขยายสัญญาณของวงจรดพี ลชี ั่นมอสเฟตให้ทำงานคงท่ี

199 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 4 รหสั วิชา 30105-0003 ชื่อวิชา งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนคร้งั ที่ 7-8 ชอ่ื หนว่ ย เฟต จำนวน 10 ช่วั โมง ชื่อเร่ือง : เฟต จำนวน 4 ชั่วโมง บทสรปุ เฟต (FET) ย่อมาจาก ฟิลด์เอฟเฟคทรานซิสเตอร์ (Field Effect Transister) เป็นอุปกรณ์สารกงึ่ ตวั นำประเภทแอคทฟี ใชส้ นามไฟฟ้าควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าหรือเป็นทรานซิสเตอรส์ นามไฟฟา้ มีขาใช้ งาน 3 ขา คือ ขาเกท (Gate) ขาเดรน (Drain) และขาซอร์ส (Source) สามารถแบ่งชนดิ ได้ 2 ชนดิ คือ เจเฟต (JFET) กับมอสเฟต (MOSFET) เจเฟต (JFET) ยอ่ มาจาก จงั ชัน่ ฟิลด์ เอฟเฟค ทรานซสิ เตอร์ (Junction Field Effect Transister) สามารถแบ่งออกได้ 2 ชนิด คอื ชนิดเอน็ แชนแนล กบั ชนิดพแี ชนแนล มอสเฟต (MOSFET) ย่อมาจาก เมทัล ออกไซด์ เซมิคอนดัคเตอร์ ฟิลด์ เอฟเฟค ทรานซิสเตอร์ (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transister) สามารถแบ่งย่อยออกได้ 3 แบบ คือ 1) ดีพลีชั่นมอสเฟต (Depletion MOSFET) เรียกยอ่ ๆ ว่า ดีมอสเฟต (D-MOSFET) นอกจากนี้ ยงั สามารถแบ่งออกได้ 2 ชนดิ คือ ดีพลีช่นั มอสเฟต ชนิดพแี ชนแนลกับดพี ลีชั่นมอสเฟต ชนดิ เอ็นแชนแนล 2) เอนฮานซ์เมนตม์ อสเฟต (Enhancement MOSFET) เรียกย่อ ๆ ว่า เอนมอสเฟต (En-MOS FET) นอกจากนี้ ยงั สามารถแบ่งออกได้ 2 ชนิด คอื เอนฮานซ์เมนตม์ อสเฟต ชนิดพแี ชนแนลกับเอนฮานซ์เมนต์ มอสเฟต ชนิดเอน็ แชนแนล 3) เวอร์ตคิ อลมอสเฟต (Vertical MOSFET) เรยี กยอ่ ๆ ว่า วี-มอส (V-MOS) เปน็ มอสเฟตทสี่ รา้ ง ขึ้นมา เพื่อนำไปใช้งานกับการขยายที่ให้กำลังไฟฟ้า ทนกระแส และตอบสนองความถี่ได้สูง นอกจากนี้ ยัง สามารถแบง่ ออกได้ 2 ชนดิ คือ เวอร์ติคอลมอสเฟต ชนิดพแี ชนแนลกบั เวอร์ตคิ อลมอสเฟต ชนดิ เอน็ แชนแนล สญั ลกั ษณข์ องเฟตแต่ละชนดิ แตกตา่ งกันออกไปตามลกั ษณะโครงสรา้ งของเฟต การไบอัสเฟต ถ้าเป็นเจเฟตกบั ดพิ ลชี น่ั มอสเฟต จะต้องต่อไบอสั ตรงทีข่ าซอรส์ และต่อไบอัสกลบั ทขี่ า เดรน ทขี่ าเกตจะตอ้ งตอ่ ไบอสั กลับเทยี บกบั ขาซอร์ส สว่ นเอนฮาร์นเมนต์มอสเฟตกับเวอรต์ ิคอลมอสเฟต จะต้อง จ่ายไบอัสกลบั ท่ีขาซอรส์ และตอ่ ไบอัสตรงทีข่ าเดรน ส่วนขาเกตจะตอ้ งต่อไบอสั ตรงเทียบกับขาซอรส์ การจัดวงจรของเฟต ตามชื่อขาของเฟตที่ต่อร่วมระหว่างขาอินพุตและขาเอาท์พุต ได้ 3 แบบ คือ วงจรคอมมอ่ นเกต (Common Gate Circuit) วงจรคอมมอ่ นเดรน (Common Drain Circuit) หรอื วงจรซอร์ส ฟอลโลเวอร์ (Source Follower Circuit) และ วงจรคอมมอ่ นซอรส์ (Common Source Circuit) ลกั ษณะการจัดวงจรไบอสั เฟต สามารถแบ่งออกได้ 3 แบบ คือ วงจรไบอัสคงท่ี (Fixed Bias) วงจร ไบอสั ชว่ ย (Self Bias) และ วงจรไบอัสแบบแบง่ แรงดนั (Voltage Divider Bias)