๊Unit 1

ก คำนำ เอกสารประกอบการสอน หน่วยที่ 1 เร่ืองไดโอด วิชางานพื้นฐานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ รหัส วิชา 30105-0003 โดยเนื้อหาสอดคล้องและครบถ้วนสมบูรณ์ตามคำอธิบายรายวิชาในหลักสูตร ประกาศนียบัตรวิชาชีพช้ันสูง (ปวส.) พุทธศักราช 2563 ประเภทวิชาอุตสาหกรรม สาขาวิชา อิเลก็ ทรอนกิ ส์ ภายในเนอ้ื หาบทเรียน ประกอบด้วย ชนิดของไดโอด โครงสร้างของไดโอด สัญลักษณ์ ของไดโอด วิธีการไบอัสไดโอด ลักษณะสมบัติทางไฟฟ้าของไดโอด การวัดและทดสอบไดโอด วงจร ใชง้ านของไดโอด สนั ตภิ าพ มะสะ ผจู้ ดั ทำ

สารบญั ข หนว่ ยท่ี 1 ไดโอด หน้า จุดประสงคเ์ ชิงพฤติกรรมและสาระการเรยี นรู้ ชนิดของไดโอด 1 โครงสรา้ งของไดโอด 2 สัญลักษณ์ของไดโอด 4 วิธีการไบอัสไดโอด 5 ลกั ษณะสมบตั ิทางไฟฟา้ ของไดโอด 6 การวดั และทดสอบไดโอด 7 วงจรใชง้ านของไดโอด 9 บทสรปุ 12 แบบฝึกหดั 24 เอกสารอา้ งอิง 25 28

1 ใบความรู้ หน่วยที่ 1 รหัสวิชา 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งท่ี 1-2 ช่ือหนว่ ย ไดโอด ชื่อเรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ช่วั โมง เวลา 4 ชัว่ โมง จดุ ประสงคเ์ ชิงพฤติกรรม 1. บอกชนิดของของไดโอดได้ 2. อธบิ ายโครงสรา้ งของไดโอดได้ 3. บอกสญั ลกั ษณ์ของไดโอดได้ 4. บอกวธิ กี ารไบอัสไดโอดได้ 5. อธบิ ายลกั ษณะสมบัตทิ างไฟฟา้ ของไดโอดได้ 6. บอกวิธีการวัดและทดสอบไดโอดได้ 7. บอกการใช้งานของไดโอดได้ สาระการเรียนรู้ 1. ชนดิ ของไดโอด 2. โครงสร้างของไดโอด 3. สญั ลกั ษณข์ องไดโอด 4. วิธกี ารไบอสั ไดโอด 5. ลักษณะสมบตั ิทางไฟฟา้ ของไดโอด 6. การวดั และทดสอบไดโอด 7. วงจรใชง้ านของไดโอด

2 ใบความรู้ หน่วยท่ี 1 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ท่ี 1-2 ชอื่ หน่วย ไดโอด ชื่อเรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ช่วั โมง เวลา 4 ชว่ั โมง ไดโอด (Diode) เป็นอปุ กรณ์ที่สร้างขึน้ จากสารก่ึงตัวนำ ทำหน้าทีเ่ รียงกระแสและตัดสัญญาณ ท่ียอม ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ทิศทางเดยี ว ทั้งนี้ ไดโอดมีหลากหลายขนาดและหลากหลายชนิด ดังนั้น จึงมักพบเหน็ รูปร่างภายนอกของไดโอดที่แตกต่างกนั ไป ภาพที่ 1-1 รปู ร่างของไดโอด ทีม่ าของภาพ : https://www.arduinoall.com/category/52/electronic-component https://www.alibaba.com/product-detail/Hot-selling-t2d-diode-2a-rectifier_ 60465581171.html 1.1 ชนิดของไดโอด ไดโอด สามารถจำแนกชนิดได้หลากหลายรปู แบบ ไดแ้ ก่ 1) การแบ่งตามเนือ้ สารทใี่ ชผ้ ลิตไดโอด สามารถแบ่งได้ 2 ชนิด คอื (1) เยอรมันเนี่ยมไดโอด คือ ไดโอดที่มีสว่ นผสมของสารเยอรมันเนยี่ ม ซึ่งสารเยอรมนั เนี่ยมเป็นเน้ือ สารท่ีไม่คอ่ ยนยิ มนำมาผลติ เปน็ อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์ เนื่องจากมีกระแสร่วั ไหลมากกว่าสารซลิ ิกอน (2) ซิลิกอนไดโอด คือ ไดโอดที่มีส่วนผสมของสารซิลิกอน ซึ่งสารซิลิกอน เป็นเนื้อสารที่นิยมนำมา ผลติ เป็นอปุ กรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์ทกุ ชนิด ในปัจจบุ ัน เนื่องจากมีผลต่อการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าน้อยมาก

3 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพน้ื ฐานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 1-2 ชือ่ หน่วย ไดโอด ชอ่ื เรอื่ ง : ไดโอด จำนวน 10 ชัว่ โมง เวลา 4 ช่วั โมง ก) เยอรมันเนยี มไดโอด ข) ซลิ กิ อนไดโอด ภาพท่ี 1-2 แสดงรูปร่างของไดโอดท่ีแบง่ ตามเนื้อสารท่ใี ชผ้ ลติ ทมี่ าของภาพ : http://oknation.nationtv.tv/blog/jumpiiz/2008/01/02/entry-2 https://www.upteks.com/th/product/-GOODWORK/1N5401.html 2) การแบง่ ตามลักษณะกรรมวิธีที่ผลิต สามารถแบ่งได้ 2 ชนดิ คือ (1) ไดโอดชนิดจุดสัมผัส (Point contact diode) เกิดจากการนำเอาสารเยอรมันเนียมชนิดเอ็นมา อัดเป็นเส้นลวดพลาตินั่ม (Platinum) หรือท่ีเรียกว่า หนวดแมว ใส่เข้าไปในหลอดแก้วต่อเข้ากับผลึก ซึ่งเป็นสาร ชนิดเอ็นเม่ือใหก้ ระแสค่าสูง ๆ ไหลผา่ นรอยต่อระหว่างสายและผลึก จะทำให้เกิดสารชนดิ พี ขึน้ รอบ ๆ รอยสัมผัส ในผลกึ เยอรมันเนียม (2) ไดโอดชนิดหัวต่อพี-เอ็น (P-N junction diode) เกิดจากการนำสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็นมาแพร่ อนุภาคอะตอมของสารบางชนดิ เขา้ ไปในเนือ้ สารกง่ึ ตวั นำชนิดพีข้นึ บางส่วน แลว้ จงึ ต่อขั้วออกใชง้ าน ไดโอดชนิดนี้มี บทบาทมากในวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์และใชง้ านกนั อยา่ งแพร่หลาย

4 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 รหัสวิชา 30105-0003 ช่ือวิชา งานพื้นฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 1-2 ช่ือหนว่ ย ไดโอด ช่ือเรอื่ ง : ไดโอด จำนวน 10 ชวั่ โมง เวลา 4 ช่วั โมง ไดโอดชนิดจุดสัมผสั ไดโอดชนดิ หัวต่อพี-เอ็น ภาพที่ 1-3 แสดงรูปรา่ งของไดโอดท่ีแบ่งตามลักษณะกรรมวธิ ีที่ผลิต ทมี่ าของภาพ : http://allowtech.blogspot.com/2011/11/diode.html 1.2 โครงสร้างของไดโอด อาโนด P N แคโถด A : Anode K : Cathode ภาพท่ี 1-4 แสดงโครงสร้างของไดโอด ไดโอด เปน็ อปุ กรณ์สารกงึ่ ตัวนำทไ่ี ดจ้ ากการนำสารกงึ่ ตวั นำชนดิ พีกบั สารก่ึงตวั นำชนิดเอน็ ทำให้เกิด 1 รอยต่อ (Junction) มาต่อชนกันด้วยวธิ ีการปลกู ผลึกหรือแพรก่ ระจายสารเจือปนลงไปในสารกึ่งตัวนำบริสุทธิ์ มี ขาใชง้ าน 2 ขา คือ อาโนด (Anode) เรยี กย่อว่า ขา A กบั ขาแคโถด (Cathode) เรยี กยอว่า ขา K โดยขา A จะต่อ เขา้ กบั สารกึ่งตัวนำชนิดพี สว่ นขา K จะตอ่ เข้ากบั สารกงึ่ ตัวนำชนิดเอ็น

5 ใบความรู้ หน่วยที่ 1 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพ้ืนฐานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ สอนครั้งท่ี 1-2 ชื่อหน่วย ไดโอด ชื่อเรอ่ื ง : ไดโอด จำนวน 10 ชั่วโมง เวลา 4 ชวั่ โมง 1.3 สัญลกั ษณ์ของไดโอด ด้านปลายหัวลูกศร จะเป็นขาแคโถด (Cathode) หรือขา K ส่วนอีกด้านหนึ่งเปน็ ขาอาโนด (Anode) หรือขา A ทัง้ น้ี หวั ลกู ศรของสัญลักษณไ์ ดโอด จะแสดงทิศทางการไหลของกระแสโฮลที่ไหลจากขาอาโนดไปยังขา แคโถด (เมอ่ื ไดร้ บั ไบอัสตรง) AK ภาพท่ี 1-5 แสดงสญั ลักษณข์ องไดโอด เมื่อนำรูปร่างของไดโอดมาเปรยี บเทียบกับสัญลักษณ์ของไดโอด ด้านที่มีแถบสีเทา (ตัวถังสีดำ) หรือ ด้านที่มีแถบสดี ำ (ตวั ถงั หลอดแกว้ สีส้ม/สขี าว) จะเป็นขา K AK AK AK ภาพท่ี 1-6 แสดงรปู ร่างของไดโอด เม่ือเทยี บกบั สัญลกั ษณ์ ที่มาของภาพ : https://panduanteknisi.com/jenis-jenis-dioda-dan-kegunaanya.html https://www.amazon.com/100-1N4148-Switching-Signal-Diode/dp/B0714P3P6L

6 ใบความรู้ หน่วยที่ 1 รหสั วิชา 30105-0003 ชื่อวิชา งานพ้นื ฐานวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ สอนคร้ังท่ี 1-2 ชือ่ หน่วย ไดโอด ชื่อเร่อื ง : ไดโอด จำนวน 10 ชัว่ โมง เวลา 4 ชวั่ โมง 1.4 การไบอัสไดโอด การจะนำไดโอดไปใช้งาน จะตอ้ งมกี ารจา่ ยไบอสั หรอื จัดแรงดนั ไฟฟ้า เพ่ือให้ไดโอดนำกระแสหรือหยุด นำกระแส ซ่งึ การไบอัสไดโอด สามารถทำได้ 2 วิธี 1) การไบอสั ตรง (Forward Bias) คอื การจ่ายแรงดนั ไฟท่ีมีศกั ย์บวกใหก้ ับสารกึ่งตวั นำชนิดพหี รือขาอาโนด และจ่ายแรงดันไฟที่มี ศกั ยล์ บใหก้ บั สารก่ึงตวั นำชนดิ เอน็ หรือขาแคโถด AK ID ภาพที่ 1-7 แสดงการจ่ายไบอัสตรงใหก้ ับไดโอด เมื่อไดโอดได้รับไบอัสตรง โดยต่อศักย์บวกของแหล่งจ่ายไฟฟ้าเข้ากับขาอาโนดและต่อศักยล์ บ เข้ากับขาแคโถด ไฟลบจะผลักอิเล็กตรอนอสิ ระในสารชนิดเอ็นใหเ้ คลื่อนทีไ่ ด้ ในเวลาเดียวกันไฟบวกท่ีจ่ายให้สาร ชนิดพีจะดึงดูดอิเล็กตรอนใหเ้ คล่ือนทีเ่ ขา้ มาหาและจะผลักโฮลใหเ้ คลือ่ นท่ีออกไปขา้ งหน้า อิเล็กตรอนจะเคลือ่ นที่ ผ่านสารชนิดพีเข้ากับศักย์ไฟบวกของแหล่งจ่าย และเคลื่อนที่ผ่านแหล่งจ่ายไปยังขาแคโถดของสารชนิดเอ็นเกิด กระแสไหลผ่านไดโอด แรงดันไบอัสตรงที่จ่ายให้ไดโอด จะต้องจ่ายให้มากกว่าศักย์ไฟฟ้าที่ตกคร่อมรอยต่อ ซึ่ง คา่ แรงดันจะมากหรือน้อยขนึ้ อยกู่ บั ชนิดของสารที่ใช้ผลิตไดโอด ไดโอดที่ผลติ จากสารเยอรมนั เนยี ม จะมีแรงดันตก คร่อม 0.3 โวลต์ สว่ นไดโอดทผี่ ลิตจากสารซิลกิ อน จะมีแรงดันตกครอ่ ม 0.7 โวลต์ ดงั น้ัน เมือ่ ไดโอดนำกระแสแล้ว จะมีแรงดันตกคร่อมรอยต่อของไดโอดเท่ากับ 0.3 โวลต์ ในไดโอดชนิดเยอรมันเนียม (Ge) และเท่ากับ 0.7 โวลต์ ในไดโอดชนิดซลิ กิ อน (Si)

7 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 รหัสวิชา 30105-0003 ช่อื วิชา งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครั้งที่ 1-2 ชอ่ื หน่วย ไดโอด ชอื่ เรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ชั่วโมง เวลา 4 ช่วั โมง 2) การไบอัสกลับ (Reverse Bias) คอื เปน็ การจา่ ยแรงดนั ไฟฟา้ ใหก้ ับไดโอดแบบกลับข้ัว คือจา่ ยศกั ย์ไฟบวกให้สารชนิดเอ็นหรือขา แคโถด (K) และจา่ ยศกั ย์ไฟลบใหส้ ารชนดิ พหี รือขาอาโนด (A) KA ID=0 A ภาพท่ี 1-8 แสดงการจา่ ยไบอัสกลับใหก้ ับไดโอด เมื่อไดโอดไดร้ บั ไบอสั กลับ โดยศกั ยไ์ ฟบวกทจี่ ่ายใหก้ บั ขาแคโถด จะดึงอเิ ลก็ ตรอนอิสระในสารกึ่ง ตวั นำชนดิ เอน็ ให้เคล่ือนตัวออกห่างจากรอยต่อ สว่ นศักย์ไฟลบท่จี ่ายใหก้ บั ขาอาโนด จะดึงดูดโฮลจากสารก่ึงตัวนำ ชนิดพเี คลอื่ นตวั ออกห่างจากรอยต่อดว้ ยเช่นกนั ทำให้รอยต่อกว้างมากขึ้น ส่งผลใหอ้ เิ ล็กตรอนว่งิ ไม่ครบวงจร ไม่มี กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตวั ไดโอด แต่อาจจะมกี ระแสรัว่ ไหล (Leak Current) เลก็ นอ้ ย โดยค่ากระแสรัว่ ไหลในไดโอด ท่ผี ลติ จากสารเยอรมันเนยี ม จะมมี ากกวา่ ไดโอดทผี่ ลิตจากสารซลิ ิกอน 1.5 ลักษณะสมบตั ิทางไฟฟ้าของไดโอด สารกึ่งตัวนำชนิดพี ซึ่งมโี ฮลเป็นพาหะสว่ นใหญ่ มาเชื่อมต่อกับสารก่ึงตวั นำชนดิ เอน็ ซึ่งมีอิเล็กตรอน เปน็ พาหะส่วนใหญ่ (พาหะ หมายถึง การทอี่ เิ ลก็ ตรอนหรอื โฮลเคลื่อนที่) จะทำใหอ้ ิเล็กตรอนของสารกึ่งตัวนำชนิด เอน็ เคลือ่ นทผี่ ่านรอยต่อเข้าไปหาโฮลในสารกง่ึ ตัวนำชนิดพี ในทางเดียวกนั โฮลในสารกงึ่ ตวั นำชนดิ พี จะเคลื่อนที่ ข้ามรอยต่อเขา้ ไปหาสารกง่ึ ตัวนำชนดิ เอน็ โดยการเคลอื่ นท่ีของพาหะสว่ นใหญ่ จะเกิดข้ึนบริเวณใกล้รอยต่อพีเอ็น ทำใหเ้ กิดสนามไฟฟ้าขึน้ โดยจะต้านทานการเคลื่อนท่ีของพาหะสว่ นใหญ่ของสารก่ึงตวั นำ ท้งั 2 ไมใ่ ห้เคล่ือนที่ผ่าน รอยตอ่ เรยี กสภาวะนีว้ ่า สภาวะสมดลุ ซ่ึงในภาวะสมดุลท่ีรอยตอ่ ของสารกงึ่ ตัวนำชนดิ ซิลกิ อน จะมคี วามต่างศักย์ ท่ีบริเวณปลอดพาหะประมาณ 0.7 โวลต์ และที่รอยต่อสารกึ่งตัวนำชนิดเยอรมันเนียมจะมีความต่างศักย์บริเวณ ปลอดพาหะ ประมาณ 0.3 โวลต์ ศักย์ไฟฟ้านี้ จะมคี า่ ลดลงเรือ่ ย ๆ เมื่ออุณหภมู ิสงู ขนึ้

8 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 1 รหสั วชิ า 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ สอนครั้งท่ี 1-2 ชอื่ หนว่ ย ไดโอด ชือ่ เรอ่ื ง : ไดโอด จำนวน 10 ชว่ั โมง เวลา 4 ช่ัวโมง ไดโอดในทางอุดมคติ จะมีลักษณะคลา้ ยกับสวิตช์ทางไฟฟ้า คือ เมื่อให้ไบอัสตรง จะเหมือนกับสวิตช์ ปดิ วงจร (ON) แตถ่ า้ ใหไ้ บอัสกลับ จะเหมอื นกบั สวิตช์เปิดวงจร (OFF) ซึง่ เมอื่ ไดโอดได้รบั ไบอัสตรง จะมกี ระแสไหล ผ่านไดโอดไดส้ งู กรณีเปน็ ไดโอดทผ่ี ลิตจากสารเยอรมนั เน่ียม จะมแี รงดันตกคร่อมไดโอด ประมาณ 0.3 โวลต์ กรณีเป็นไดโอดที่ผลิตจากสารซิลิกอน จะมีแรงดันตกคร่อมไดโอด ประมาณ 0.7 โวลต์ ส่วนขณะที่ ไบอสั กลับ จะมกี ระแสไหลผา่ นนอ้ ยมากเพียงไมก่ ี่ไมโครแอมป์ กราฟแสดงลักษณะสมบัติของไดโอด สามารถหาได้ จากการจ่ายไบอัสตรงและไบอัสกลับให้ กับไดโอด เมื่อไดโอดได้รับไบอัสตรงจะเกิดกระแสไหลผ่านไดโอดได้ใน ทิศทางจากสารชนดิ พีไปยังสารชนิดเอ็น (กระแสนยิ ม) เรียกว่า กระแสไบอัสตรง ภาพที่ 1-9 แสดงกราฟคุณสมบัตขิ องไดโอด จากกราฟแสดงคุณสมบตั ขิ องไดโอด เป็นการแสดงความสมั พนั ธร์ ะหว่างแรงดันกบั กระแสไฟฟ้า ซง่ึ จะ แสดงทง้ั ในขณะจ่ายไบอสั ตรงและไบอัสกลับ เมื่อจ่ายแรงดันไบอัสตรงให้กับไดโอด ในช่วงเริ่มแรก ไดโอดจะยังไม่นำกระแส เพราะแรงดันตกคอ่ ม ไดโอดมคี า่ น้อย หากมีกระแสไหลผา่ น จะมคี า่ นอ้ ยมาก ระดบั ไมโครแอมป์ (µA) กรณไ๊ ดโอดชนดิ ซิลกิ อน เมือ่ แรงดนั ตกครอ่ มไดโอด มากกว่า 0.5 V แตน่ อ้ ยกวา่ 0.7 V ไดโอดจะเริ่ม มีกระแสไหลเพ่ิมขึ้น จนกระท้ัง เมือ่ แรงดันตกครอ่ มไดโอด เทา่ กบั 0.7 V ไดโอดจะสามารถนำกระแสได้ เน่ืองจาก แรงดันตกคร่อมไดโอด ถึงค่าแรงดันคทั อิน (Cut in Voltage) จึงมกี ระแสไหลคงท่ี

9 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 รหสั วิชา 30105-0003 ชอื่ วิชา งานพื้นฐานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ สอนครงั้ ท่ี 1-2 ชอื่ หนว่ ย ไดโอด ชอื่ เรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ชวั่ โมง เวลา 4 ชว่ั โมง กรณ๊ไดโอดชนิดเยอรมันเนีน่ ม เมื่อแรงดันตกคร่อมไดโอด มากกว่า 0.1 V แต่น้อยกว่า 0.3 V ไดโอด จะเริ่มมีกระแสไหลเพิ่มขึ้น จนกระทั้ง เมื่อแรงดันตกคร่อมไดโอด เท่ากับ 0.3 V ไดโอดจะสามารถนำกระแสได้ เน่อื งจากแรงดันตกคร่อมไดโอด ถงึ คา่ แรงดันคทั อิน (Cut in Voltage) จึงมีกระแสไหลคงที่ ดังนั้น ถ้าจ่ายแรงดันไบอัสตรงให้กับไดโอดมากกว่าแรงดันคัทอินขึ้นไปแล้ว ไดโอดจะสามารถนำ กระแสได้ โดยมกี ระแส IF ไหลผา่ นไดโอด เมือ่ จ่ายแรงดนั ไบอสั กลับให้กบั ไดโอด จะไม่มกี ระแสไหลในวงจร จะมเี พียงกระแสร่ัวไหลเลก็ นอ้ ยไหล ผ่านไดโอด มีจำนวนนอ้ ยมากเป็นไมโครแอมป์ (A) เปรียบได้ว่า ไดโอดไม่มีกระแสไหลผ่านหรอื ไมน่ ำกระแส แต่ ถ้าเพิ่มแรงดันไบอัสกลับให้สูงมากขึ้น จนถึงค่าแรงดันที่เรียกว่า แรงดันพังทลาย (Breakdown Voltage) ทั้งน้ี ไดโอดจะสามารถนำกระแสได้ แตอ่ ยใู่ นสภาวะท่ีรอยต่อพีเอ็นของไดโอดทะลุและมีกระแสไหลผ่านรอยต่อจำนวน มาก ซึง่ การใช้งานโดยทัว่ ไป จะไม่จา่ ยแรงดันไบอสั กลบั แก่ไดโอดเกนิ กว่าค่าแรงดนั พงั ทลายของไดโอด 1.6 การวัดและทดสอบไดโอด การวดั และตรวจสอบไดโอดดว้ ยโอห์มมิเตอร์นน้ั มีวัตถปุ ระสงคเ์ พอ่ื หาขาหรอื หาสภาพการใช้งานของ ไดโอด ซึง่ เม่อื ไดโอดได้รบั ไบอสั ตรง จะยอมใหก้ ระแสไฟฟา้ ไหลผ่าน แสดงว่า ความต้านทานของไดโอดมคี ่าต่ำ ปกติ จะเรียกความตา้ นทานน้วี า่ ความตา้ นทานไบอสั ตรง ซึง่ มคี ่าประมาณ 70  แต่เม่ือไดโอดได้รบั ไบอสั กลบั จะไมม่ ี กระแสไหลผา่ นไดโอด เหมือนกบั ว่าความตา้ นทานของไดโอดมีคา่ สงู มาก โดยท่ัวไป ค่าความต้านทานของไดโอด จะ มีค่าอยู่ระหว่าง 500 K ถึง  1) การทดสอบไดโอดด้วยมัลตมิ เิ ตอร์แบบอนาลอ็ ก ภาพท่ี 1-10 แสดงการวดั และทดสอบไดโอดด้วยมลั ติมเิ ตอร์แบบอนาลอ็ ก

10 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 รหสั วิชา 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนคร้ังท่ี 1-2 ชอื่ หน่วย ไดโอด ชอื่ เรอ่ื ง : ไดโอด จำนวน 10 ชวั่ โมง เวลา 4 ชั่วโมง ขัน้ ตอนการวัด (1) ต้งั ย่านวัดความต้านทาน R10  เพอื่ วัดความต้านทานขณะไบอสั ตรง โดยตอ่ ข้ัวไฟบวก ของมัลติมิเตอร์ (มิเตอร์ตระกลู Sanwa ขั้วบวกจะจ่ายไฟลบและขั้วลบจะจา่ ยไฟบวก) เข้ากับขาแคโถดและต่อขั้ว ไฟลบเขา้ กบั ขาอาโนด จะเห็นว่า เขม็ ของมลั ตมิ เิ ตอร์จะช้ีที่คา่ ความต้านทานต่ำ ประมาณ 70  (2) ปรับย่านวดั ความต้านทานไปที่ R10K เพื่อวัดความตา้ นทานขณะไบอัสกลับ โดยต่อขั้ว ของมลั ตมิ ิเตอรก์ ลับจากเดิม คอื ตอ่ ข้ัวไฟบวกเข้ากับขาอาโนดและต่อขั้วไฟลบเข้ากบั ขาแคโถด เขม็ ของมลั ติมิเตอร์ จะชีท้ ีค่ ่าความต้านทานสูงมากหรือค่าอนนั ต์ () (เขม็ มเิ ตอร์ไม่กระดิก) กรณีเปน็ ไดโอดชนิดซิลิกอน และประมาณ 500 k กรณเี ป็นไดโอดชนดิ เยอรมนั เนยี ม สรุปผลการวัดและทดสอบไดโอด เมื่อทำการวัดขาของไดโอด จำนวน 2 ครั้ง โดยจะแสดงค่า ความตา้ นทานสงู 1 คร้ัง และ จะแสดงค่าความตา้ นทานต่ำ จำนวน 1 ครั้ง แสดงวา่ ไดโอด ท่ีทำการทดสอบ อยู่ใน สภาพทสี่ ามารถใช้งานได้ การวัดหาข้วั หรอื ขาของไดโอด สว่ นใหญท่ ตี่ วั ไดโอดจะมเี ครอ่ื งหมายกำกบั ไว้เพื่อบอกวา่ เปน็ ขาแคโถดหรืออาโนด AK ภาพที่ 1-11 แสดงรูปร่างและเครื่องหมายกำกับขว้ั ของไดโอด ขั้นตอนการวัด (1) ปรับมลั ติมิเตอรต์ ง้ั ย่านความตา้ นทานทีต่ ำแหน่ง Rx10 (2) นำสายวัดของมลั ติมิเตอร์ ท้งั 2 เส้น มาแตะกัน แลว้ ปรับป่มุ ซโี รโ่ อหม์ ใหเ้ ขม็ มัลติมิเตอร์ช้ีที่ เลขศนู ย์พอดี (3) นำสายวัดมาแตะที่ขาของไดโอด โดยสายบวกของมัลติมิเตอร์แตะขาไดโอดข้างที่มีแถบสี เงิน ส่วนสายลบของมิเตอร์แตะขาไดโอดข้างที่ไม่มีแถบ ผลการทดสอบ เข็มมิเตอร์จะเบี่ยงเบนไปทางขวาหรือ สามารถ อ่านค่าได้ ประมาณ 70  แสดงว่า ขาที่สายลบของมิเตอร์แตะ คือ ขาอาโนด และขาที่สายบวกของ มเิ ตอรแ์ ตะ คอื ขาแคโถด (สายบวกของมเิ ตอร์ มีแรงดันศักยล์ บ ส่วนสายลบของมเิ ตอรม์ ศี กั ยบ์ วก)

11 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 1 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพ้ืนฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ท่ี 1-2 ชอ่ื หน่วย ไดโอด ชอื่ เร่อื ง : ไดโอด จำนวน 10 ชว่ั โมง เวลา 4 ชั่วโมง 2) การทดสอบไดโอดดว้ ยมัลตมิ ิเตอร์แบบดจิ ิตอล ขน้ั ตอนการวดั ตง้ั ย่านวัดไดโอด โดยวดั ข้ัวทงั้ สองของไดโอดดว้ ยไบอสั ตรง คอื ให้ขั้วไฟลบ (มเิ ตอร์ดจิ ิตอล ข้ัว ไฟลบจะออกจากขั้วลบของมิเตอร์) ของมิเตอร์ต่อกับแคโถด และขั้วไฟบวกของมิเตอร์ต่อกับขาอาโนด มิเตอร์จะ แสดงค่าแรงดันตกคร่อมรอยต่อของไดโอด (แรงดันคัทอิน) โดยแสดงค่าแรงดัน 0.6 กรณีเป็นไดโอดชนิดซิลิกอน และแสดงคา่ 0.2 กรณีเป็นไดโอดชนิดเยอรมนั เนยี ม ภาพที่ 1-12 แสดงการวดั และทดสอบไดโอดด้วยมัลตมิ เิ ตอรแ์ บบดจิ ิตอล การเสยี ของไดโอด ถ้าผลการวัดและทดสอบไดโอด ไม่เป็นไปตามเงื่อนไขที่แสดงให้เห็นว่า ไดโอด อยู่ในสภาพปกติ แสดงว่า ไดโอด อยู่ในสภาพชำรุดหรือไม่สามารถใช้งานได้ ดังนั้น การเสียของไดโอด มี 3 ลักษณะ คือ (1) ไดโอดขาด (Open) หมายถึง รอยต่อระหว่างสารกึง่ ตัวนำชนิดพีกับสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น เปดิ ออกจากกัน ทำให้ไดโอดไม่สามารถนำกระแสได้ ทั้ง กรณีไบอัสตรงและไบอัสกลับ โดยผลการวัดด้วยมัลติมิเตอร์ แบบอนาล็อก คือ มัลตมิ ิเตอร์ จะแสดง คา่ ความตา้ นทานสงู หรือ เข็มมิเตอร์ ไม่ข้นึ เลย ท้ัง 2 คร้งั

12 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 รหัสวิชา 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ สอนครั้งที่ 1-2 ชอื่ หน่วย ไดโอด ชือ่ เรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ช่วั โมง เวลา 4 ชัว่ โมง (2) ไดโอดลัดวงจรหรือช็อต (Short) หมายถึง รอยต่อระหว่างสารกึ่งตัวนำชนิดพีกับสารกึ่งตัวนำ ชนดิ เอ็น เกิดการพังพลายเข้าหากัน ไดโอดจะนำกระแส ทงั้ กรณีไบอัสตรงและไบอัสกลับ โดยผลการวัดด้วยมัลติ มิเตอร์แบบอนาล็อก คือ มัลตมิ ิเตอร์ จะแสดง คา่ ความตา้ นทานต่ำ หรือ เขม็ มเิ ตอร์ ขนึ้ ทง้ั 2 ครัง้ (3) ไดโอดรวั่ ไหล (Leakage) หมายถงึ การวดั ไดโอดในลกั ษณะไบอสั กลบั ซึ่งใชค้ ่าแรงดนั จากโอห์ม มเิ ตอร์ท่มี คี า่ แรงดนั ตำ่ กว่าแรงดนั พงั ทลายของไดโอด จะทำใหม้ กี ระแสไฟฟ้าไหลผ่าน โดยผลการวัดดว้ ยมัลติมเิ ตอร์ แบบอนาล็อก คือ กรณีไดโอดเป็นชนดิ เยอรมันเนยี ม จะแสดงคา่ ความตา้ นทานประมาณ 400-500 k ทงั้ นี้ จะมี กระแสรั่วไหลมากกว่าไดโอดชนิดซิลิกอน ส่วนกรณีไดโอดเปน็ ชนิดซิลิกอน จะแสดงค่าความต้านทานเป็นอนันต์ ( อา่ นวา่ อนิ ฟินติ ้ี) หรอื เขม็ มเิ ตอร์ไมก่ ระดกิ 1.7 วงจรใช้งานของไดโอด 1) วงจรเร็กติฟายเออร์ (Rectifier Circuit) คอื วงจรเรียงกระแสไฟฟา้ เป็นวงจรแปลงจากไฟฟา้ กระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง โดยมีไดโอด เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าทหี่ ลกั ซงึ่ ยอมใหก้ ระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นทางเดียว สามารถแบง่ ออกได้ 3 แบบ คือ (1) วงจรเรยี งกระแสไฟฟ้าแบบครึง่ คล่นื (Half wave Rectifier) (2) วงจรเรยี งกระแสไฟฟา้ แบบเต็มคลืน่ (Full wave Rectifier) (3) วงจรเรยี งกระแสไฟฟา้ แบบเต็มคลื่นแบบบรดิ จ์ (Bridge Rectifier) วงจรเรยี งกระแสไฟฟ้าแบบคร่งึ คลนื่ D R ภาพที่ 1-13 แสดงวงจรเรียงกระแสไฟฟา้ แบบคร่งึ คลืน่

13 ใบความรู้ หน่วยท่ี 1 รหัสวชิ า 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ท่ี 1-2 ชื่อหนว่ ย ไดโอด ช่ือเรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ชัว่ โมง เวลา 4 ชั่วโมง การทำงาน ครึ่งไซเกิ้ลแรก เมื่อขั้วบนของขดเซคัน่ ดารีได้รับเฟสบวก ส่วนขั้วล่างไดร้ บั เฟสลบ ทำให้ไดโอด ได้รับไบอัสตรง กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านไปได้ เกิดแรงดันตกคร่อมที่ตัวต้านทาน ส่งผลให้มีสัญญาณปรากฏ ทางด้านเอาทพ์ ตุ ครึ่งไซเก้ิลหลัง เมื่อขั้วบนของขดเซคัน่ ดารีได้รับเฟสลบ ส่วนขั้วล่างได้รับเฟสบวก ทำให้ไดโอด ไดร้ บั ไบอสั กลับ กระแสไฟฟา้ ไม่สามารถไหลผา่ นไปได้ ไมม่ แี รงดันตกครอ่ มทตี่ วั ต้านทาน ทำใหไ้ มม่ สี ัญญาณปรากฏ ทางด้านเอาทพ์ ุต การทำงานของวงจรจะทำงานสลับไปสลับมา ทำให้สัญญาณที่ปรากฏทางด้านเอาท์พุตมีเพียง คร่ึงเดียว วงจรเรียงกระแสไฟฟ้าแบบเต็มคลืน่ ลกั ษณะของวงจร จะตอ้ งใช้หม้อแปลงแบบมีแท็ปกลางหรือเซ็นเตอรแ์ ท็ป D1 D2 R ภาพท่ี 1-14 แสดงวงจรฟูลเวฟเรก็ ติฟายเออร์ การทำงาน ครึ่งไซเกิ้ลแรก เมื่อขั้วบนของขดเซคั่นดารีได้รับเฟสบวก ขั้วล่างได้รับเฟสลบ ทำให้ไดโอด D1 ได้รับไบอัสตรง กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านได้ ส่วนไดโอด D2 ได้รับไบอัสกลับ ไม่สามารถนำกระแส กระแสจะ ไหลผ่านจากข้ัวบนของหมอ้ แปลง ผ่านไดโอด D1 ผา่ นตัวตา้ นทาน ครบวงจรท่ีเซน็ เตอร์แท็ป เกดิ แรงดันตกคร่อมท่ี ตวั ตา้ นทาน สง่ ผลใหม้ ีสัญญาณปรากฏทางด้านเอาทพ์ ุต

14 ใบความรู้ หน่วยท่ี 1 รหัสวชิ า 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพน้ื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครัง้ ท่ี 1-2 ชื่อหน่วย ไดโอด ชื่อเรอ่ื ง : ไดโอด จำนวน 10 ชั่วโมง เวลา 4 ชั่วโมง ครง่ึ ไซเก้ิลหลัง เมื่อข้วั บนของขดเซคั่นดารไี ดร้ ับเฟสลบ ขั้วลา่ งได้รับเฟสบวก จะทำให้ไดโอด D2 ไดร้ ับไบอัสตรง กระแสไฟฟา้ สามารถไหลผ่านได้ ส่วนไดโอด D1 ไดร้ บั ไบอัสกลบั กระแสไม่สามารถผ่านได้ กระแส จะไหลผา่ นจากข้วั ลา่ งของหมอ้ แปลง ผา่ นไดโอด D2 ผ่านตวั ตา้ นทาน ครบวงจรที่แท็บกลางหรอื เซ็นเตอร์แท็ป เกดิ แรงดันตกครอ่ มทตี่ วั ตา้ นทาน สง่ ผลใหม้ สี ัญญาณปรากฏทางด้านเอาทพ์ ุต การทำงานของวงจรเรียงกระแสไฟฟ้าแบบเต็มคลื่น จะมีไดโอด จำนวน 2 ตัว สลับกันทำงาน ไปมา ตัวละครึง่ ไซเกล้ิ ทำใหม้ สี ัญญาณ ปรากฏทางดา้ นเอาท์พตุ ตลอดชว่ ง วงจรเรียงกระแสไฟฟ้าแบบเตม็ คลน่ื แบบบรดิ จ์ วงจรเรยี งกระแสไฟฟา้ แบบเต็มคลนื่ แบบบริดจ์ จะใชไ้ ดโอด จำนวน 4 ตวั ซ่ึงจะสลับกันทำงาน คร่ึงไซเก้ลิ ละ 2 ตวั D1 D4 D3 D2 R ภาพที่ 1-15 แสดงวงจรบริดจเ์ ร็กตฟิ ายเออร์ การทำงาน ครึ่งไซเกิ้ลแรก เมื่อขั้วบนของขดเซคั่นดารีได้รับเฟสบวก ส่วนขั้วล่างได้รับเฟสลบ ทำให้ไดโอด D1 และ D3 ไดร้ ับไบอสั ตรง กระแสไฟฟา้ สามารถไหลผ่านได้ ส่วนไดโอด D2 และ D4 ได้รับไบอสั กลับ ไม่สามารถ นำกระแส กระแสจะไหลผ่านจากข้ัวบนของหม้อแปลง ผา่ นไดโอด D1 ผ่านตัวต้านทาน ผา่ นไดโอด D4 ครบวงจรที่ ข้ัวล่างของหมอ้ แปลง เกิดแรงดันตกคร่อมท่ีตวั ต้านทาน สง่ ผลให้มีสญั ญาณปรากฏทางดา้ นเอาทพ์ ตุ

15 ใบความรู้ หน่วยที่ 1 รหัสวิชา 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพ้ืนฐานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ สอนครัง้ ที่ 1-2 ชอ่ื หน่วย ไดโอด ชอ่ื เรอ่ื ง : ไดโอด จำนวน 10 ช่วั โมง เวลา 4 ช่วั โมง ครง่ึ ไซเกลิ้ หลัง เมื่อข้ัวบนของขดเซคั่นดารไี ด้รับเฟสลบ สว่ นขวั้ ล่างไดร้ บั เฟสบวก ทำให้ไดโอด D2 และ D4 ไดร้ ับไบอสั ตรง กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผา่ นได้ ส่วนไดโอด D1 และ D3 ไดร้ บั ไบอสั กลับ ไมส่ ามารถ นำกระแส กระแสจะไหลผา่ นจากขั้วล่างของหมอ้ แปลง ผา่ นไดโอด D4 ผ่านตวั ต้านทาน ผา่ นไดโอด D2 ครบวงจร ท่ีข้วั บนของหมอ้ แปลง เกดิ แรงดนั ตกคร่อมที่ตัวตา้ นทาน ส่งผลใหม้ ีสญั ญาณปรากฏทางด้านเอาทพ์ ุต การทำงานของวงจรจะทำงานสลับไปสลับมา ทำใหม้ ีสัญญาณ ปรากฏทางดา้ นเอาท์พตุ ตลอด สัญญาณท่ีออกมาทางด้านเอาทพ์ ตุ ของวงจรเร็กตฟิ ายเออร์ทกี่ ลา่ วมา เปน็ สัญญาณไฟฟ้ากระแส ตรงที่ยังไม่เรียบ การนำแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไปใช้งานนั้น จะต้องเป็นแรงดันที่มีสัญญาณที่เรียบจริง ๆ ดังน้ัน สามารถทำใหส้ ัญญาณเรียบได้โดยใช้ตวั เก็บประจุ ซง่ึ ทำหนา้ ที่เปน็ ตวั กรองสัญญาณ (Filter) เรียกตวั เก็บประจุน้ีว่า ซี-ฟิลเตอร์ (C-Filter) ภาพที่ 1-16 แสดงรูปคล่ืนเอาท์พตุ ของวงจรเร็กตฟิ ายเออร์แบบคร่งึ คลน่ื เมื่อตอ่ ซ-ี ฟลิ เตอร์ ภาพท่ี 1-17 แสดงรูปคล่นื เอาท์พตุ ของวงจรเร็กตฟิ ายเออรแ์ บบเต็มคลื่น เมือ่ ตอ่ ซี-ฟลิ เตอร์

16 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 รหัสวิชา 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพ้ืนฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 1-2 ช่ือหน่วย ไดโอด ชอื่ เรอื่ ง : ไดโอด จำนวน 10 ชว่ั โมง เวลา 4 ชว่ั โมง การทำงานของวงจรเรก็ ตฟิ ายเออร์ เมอ่ื ต่อตัวเกบ็ ประจุ ไซเกิ้ลแรก ช่วงที่เกิดแรงดันตกครอ่ มที่ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุจะทำการเก็บประจุ (Charge) ไซเกิ้ลหลัง ตัวเก็บประจุจะคายประจุ (Discharge) ตัวเก็บประจุที่ใช้ในวงจรฟิลเตอร์ เป็นตัวเก็บประจุที่ค่าความจุ มาก ทำให้ใชเ้ วลาในการคายประจนุ าน ยงั ไมท่ ันจะคายหมด ครึง่ ไซเกลิ้ บวกใหมเ่ ขา้ มาอกี วงจรเรก็ ติฟายเออรแ์ บบบรดิ จ์เป็นวงจรเร็กติฟายเออร์ทน่ี ิยมใชก้ ันมาก จงึ มกี ารผลติ ไดโอดแบบ บริดจ์ขึ้นมาใช้ เป็นไดโอดสำเร็จรูปที่มีโครงสร้างประกอบด้วยไดโอด 4 ตัว ต่อแบบบริดจ์ ทุกประการ และถ้าเป็น วงจรเร็กติฟายเออรท์ ใ่ี ช้กบั ไฟ 3 เฟส ก็จะเพ่มิ ไดโอดอีก 2 ตวั กลายเป็นไดโอดบรดิ จ์ 5 ขา AC AC AC AC AC ++ + AC AC สัญลกั ษณ์ไดโอดบริดจ์ 3 เฟส สัญลักษณ์ไดโอดบรดิ จซ์ งิ เก้ิลเฟส ภาพท่ี 1-18 แสดงสญั ลกั ษณข์ องไดโอดบริดจ์

17 ใบความรู้ หน่วยที่ 1 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพื้นฐานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ สอนครงั้ ท่ี 1-2 ช่ือหนว่ ย ไดโอด ชื่อเรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ชั่วโมง เวลา 4 ชัว่ โมง D4 D1 C1 + +DC R1 0 D3 D2 C2 + R2 -DC ภาพท่ี 1-19 แสดงวงจรเรก็ ตฟิ ายเออรแ์ บบเตม็ บรดิ จท์ ่ตี อ้ งการแหล่งจ่าย 2 ชุด 2) วงจรทวแี รงดัน (Voltage Multiplier Circuit) วงจรทวีแรงดัน เปน็ วงจรทีใ่ ช้ไดโอดควบคกู่ บั ตวั เกบ็ ประจุ โดยให้ตวั เก็บประจทุ ำหนา้ ทีเ่ ก็บ และคายประจใุ นแต่ละเฟสของสัญญาณกระแสสลบั ทเ่ี ข้ามา และให้แรงดนั เอาท์พุตเป็นแรงดนั ท่เี อาผลบวกของแต่ ละเฟสมารวมกัน วงจรทวีแรงดนั 2 เท่า แบบฮาร์ฟเวฟ C1 D2 + + + RL D1 C2 ภาพที่ 1-20 แสดงวงจรทวีแรงดัน 2 เทา่ แบบฮารฟ์ เวฟ

18 ใบความรู้ หน่วยที่ 1 รหสั วิชา 30105-0003 ชือ่ วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ สอนคร้งั ที่ 1-2 ชอ่ื หน่วย ไดโอด ชอ่ื เร่ือง : ไดโอด จำนวน 10 ชว่ั โมง เวลา 4 ช่ัวโมง การทำงาน ครึ่งไซเก้ลิ แรก ข้ัวบนของหม้อแปลงได้รับเฟสบวก ขัว้ ล่างได้รบั เฟสลบ จะมีกระแสไหลผ่าน C1 และ D1 โดย C1 จะทำการเก็บประจุจนมรี ะดบั แรงดนั เทา่ กับแหล่งจา่ ย ครงึ่ ไซเกิ้ลหลัง ข้ัวบนได้รับเฟสลบ ขวั้ ลา่ งได้รบั เฟสบวก กระแสจะไหลผา่ น C1 D2 และ C2 โดย C2 จะทำการเกบ็ ประจุจนมีระดับแรงดันเทา่ กับแหลง่ จ่าย ในขณะเดียวกนั C1 กจ็ ะทำการคายประจุไปในทิศทาง เดยี วกบั การไหลของกระแส ทำใหป้ ระจทุ ี่เข้าชาร์จ C2 เท่ากบั แรงดันทางดา้ นอินพุตบวกกับแรงดนั ที่ประจไุ ว้ที่ C1 จงึ ทำใหเ้ กิดแรงดันออกมา 2 เทา่ ของแรงดนั อินพุต เมื่อต่อโหลดทางด้านเอาท์พุต C2 จะจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เก็บไว้ให้กับโหลด แรงดันไฟฟ้าที่จ่าย ออกนั้นเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง และถ้าหากต่อตัวเกบ็ ประจุทีม่ ีค่าความจมุ าก จะทำให้แรงดันทีอ่ อกมาเรยี บ มากขนึ้ วงจรทวแี รงดนั 2 เทา่ แบบฟลู เวฟ D1 C1 + + C2 + RL D2 ภาพที่ 1-21 แสดงวงจรทวแี รงดนั 2 เท่า แบบฟลู เวฟ ข้อดี ของวงจรทวีแรงดนั 2 เท่า แบบฟูลเวฟ คอื เปน็ วงจรท่สี ามารถจา่ ยกระแสได้มากกว่า แบบฮารฟ์ เวฟ เน่ืองจากสามารถเพ่ิมแรงดันตลอดไซเกิ้ล โดยใชต้ วั เกบ็ ประจุ 2 ตวั ใหแ้ ต่ละตวั รับแรงดันตัวละคร่ึง ไซเกล้ิ

19 ใบความรู้ หนว่ ยท่ี 1 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่อื วิชา งานพ้นื ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ที่ 1-2 ช่อื หน่วย ไดโอด ชือ่ เรอื่ ง : ไดโอด จำนวน 10 ช่ัวโมง เวลา 4 ชวั่ โมง การทำงาน คร่งึ ไซเก้ิลแรก เมอื่ ขวั้ บนได้รบั เฟสบวก ข้ัวล่างได้รบั เฟสลบ ไดโอด D1 จะทำงาน มกี ระแสไฟฟ้า ไหลผ่านจากขวั้ บนของหมอ้ แปลง ผา่ น D1 ผ่าน C1 ครบวงจร ทำให้ C1 เกบ็ ประจจุ นเต็ม มรี ะดบั แรงดนั เท่ากับ แรงดันอินพุต ครึง่ ไซเกล้ิ หลัง ข้วั บนได้รับเฟสลบ ขั้วล่างได้รับเฟสบวก ทำให้ไดโอด D2 ทำงาน มกี ระแสไฟฟ้า ไหลผา่ นจากขว้ั ล่างของหม้อแปลง ผ่าน C2 ผา่ น D2 ครบวงจร ทำให้ C2 เก็บประจุจนเตม็ มรี ะดบั แรงดนั เท่ากับ แรงดันอินพุต เมื่อนำโหลดมาตอ่ C1 และ C2 จะทำการคายประจุให้กับโหลด ทำให้แรงดันที่ออกมาทางด้าน เอาท์พตุ มีคา่ เทา่ กบั 2 เทา่ ซึง่ เกดิ จากแรงดันตกคร่อม C1 กบั C2 วงจรทวแี รงดัน 3 เทา่ แบบฮาร์ฟเวฟ RS C1 C2 + + + D1 D2 C3 D3 RL + ภาพที่ 1-22 แสดงวงจรทวีแรงดนั 3 เทา่ แบบฮารฟ์ เวฟ

20 ใบความรู้ หน่วยที่ 1 รหสั วิชา 30105-0003 ช่ือวิชา งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครัง้ ที่ 1-2 ช่อื หน่วย ไดโอด ช่อื เรอื่ ง : ไดโอด จำนวน 10 ช่วั โมง เวลา 4 ชวั่ โมง วงจรทวแี รงดัน 3 เทา่ แบบฟูลเวฟ RS + D1 + C1 D2 C2 + C3 + RL D3 ภาพที่ 1-23 แสดงวงจรทวีแรงดัน 3 เท่า แบบฟลู เวฟ วงจรทวแี รงดัน 4 เท่า แบบฮาร์ฟเวฟ C1 C2 + RS + + D1 D2 D4 D3 RL ++ C3 C4 ภาพท่ี 1-24 แสดงวงจรทวีแรงดัน 4 เท่า แบบฮาร์ฟเวฟ

21 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 1 รหสั วิชา 30105-0003 ช่ือวิชา งานพนื้ ฐานวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนครงั้ ท่ี 1-2 ช่อื หน่วย ไดโอด ชื่อเรอ่ื ง : ไดโอด จำนวน 10 ชั่วโมง เวลา 4 ชวั่ โมง D1 + RS D2 C4 + C1 + D3 C3 + RL + C2 D4 ภาพที่ 1-25 แสดงวงจรทวีแรงดัน 4 เท่า แบบฟลู เวฟ 3) วงจรคลิปเปอร์ (Clipper Circuit) วงจรคลิปเปอร์ คือ วงจรทป่ี ระกอบด้วยอุปกรณ์หลกั 2 ตวั คือ ไดโอดกับตวั ต้านทาน และอาจ จะมีสัญญาณความถ่แี ละแรงดนั ไฟกระแสตรงเกี่ยวข้องดว้ ย โดยรปู รา่ งสญั ญาณทางด้านเอาท์พุตจะถูกขลิบ (Clip) ระดับสญั ญาณจะข้นึ อยู่กับคา่ แมกนจี ดู ของแบตเตอรีห่ รอื ระดบั แรงดนั ไฟกระแสตรงและคณุ สมบัติของไดโอด วงจรคลปิ เปอรแ์ บบอนุกรม DR DR ภาพที่ 1-26 แสดงวงจรคลิปเปอรแ์ บบอนุกรม

22 ใบความรู้ หนว่ ยที่ 1 รหัสวิชา 30105-0003 ช่อื วิชา งานพื้นฐานวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ สอนคร้ังที่ 1-2 ช่ือหนว่ ย ไดโอด ช่อื เรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ช่วั โมง เวลา 4 ชั่วโมง วงจรคลปิ เปอร์แบบขนาน RD RD ภาพที่ 1-27 แสดงวงจรคลิปเปอรแ์ บบขนาน วงจรคลปิ เปอรไ์ บอัสขนาน RD E RD 0 E ภาพที่ 1-28 แสดงวงจรคลิปเปอร์ไบอสั ขนาน

23 ใบความรู้ หน่วยที่ 1 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอื่ วชิ า งานพื้นฐานวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สอนครง้ั ที่ 1-2 ชอ่ื หนว่ ย ไดโอด ชอ่ื เรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ชวั่ โมง เวลา 4 ชั่วโมง 4) วงจรแคลมเปอร์ (Clamper Circuit) วงจรแคลมเปอร์ คอื วงจรท่ปี ระกอบดว้ ยไดโอด ตัวเก็บประจุ และตวั ตา้ นทาน อาจมีแหล่งจ่าย ไฟตรงเกี่ยวขอ้ งด้วย โดยแมกนีจดู ของสัญญาณที่ผา่ น R และ C จะตอ้ งเปน็ ไปตามคา่ คงท่ี (Time Constant : t ) ซงึ่ สามารถหาไดจ้ ากสตู ร t = RC การประจุของ C จะใช้เวลาถงึ 5 เทา่ ของคา่ เวลาคงที่ จึงจะประจุเตม็ 100% V 0 0 C RD -V -2V V 2V 0 C RD -V 0 V RD 0 0 C 2V -V E ภาพท่ี 1-29 แสดงวงจรแคลมเปอร์

24 ใบความรู้ หน่วยท่ี 1 รหสั วชิ า 30105-0003 ชอ่ื วชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 1-2 ชือ่ หน่วย ไดโอด ช่อื เรอื่ ง : ไดโอด จำนวน 10 ช่วั โมง เวลา 4 ช่ัวโมง บทสรปุ ไดโอดเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตวั นำทไ่ี ด้จากการนำสารกึ่งตวั นำชนิดพีและสารกงึ่ ตัวนำชนิดพีมาต่อชนกัน ไดโอด มีขาต่อใช้งาน 2 ขา คอื ขาแอโนดเปน็ ขาที่ต่อกับสารกึง่ ตัวนำชนิดพกี บั ขาแคโถดเป็นขาทต่ี อ่ กับสารก่ึงตัวนำ ชนิดเอน็ วธิ ีการไบอสั ไดโอด มี 2 วธิ ี คือ การไบอสั ตรงเปน็ วธิ ที ่ที ำให้ไดโอดนำกระแส และการไบอสั กลับเป็นวธิ ีการ ท่ีไดโอดจะไม่นำกระแส ไม่มีกระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นในวงจรแตจ่ ะมีเพยี งกระแสร่วั ไหล การวัดและตรวจสอบไดโอด สามารถทำได้โดยการใช้โอหม์ มิเตอร์ ทั้งแบบอนาล็อกและดจิ ติ อล โดยตง้ั ย่านวัด Rx10 วัดค่าความต้านทานของไดโอด ถ้าหากค่าความต้านทานที่วัดได้ มีความต้านทานตำ่ หรอื เขม็ มิเตอร์ ขึ้น 1 คร้งั และ มีความต้านทานสูงหรอื เขม็ มเิ ตอรไ์ ม่ข้ึน 1 คร้งั แสดงวา่ ไดโอดอยู่ในสภาพปกติ การเสยี ของไดโอด มี 3 กรณี คอื ลัดวงจรหรอื ชอ็ ต ค่าความต้านทานของไดโอดจะต่ำหรือเข็มมิเตอร์ จะข้นึ ทั้ง 2 ครง้ั , ขาด ค่าความต้านทานจะสงู หรือเข็มมิเตอรไ์ ม่ขนึ้ ท้งั 2 ครง้ั และถ้าหากคา่ ความต้านทานต่ำหรือ เขม็ มิเตอรข์ ้ึน 1 คร้ังและค่าความต้านทานคอ่ นขา้ งสงู หรือเข็มมิเตอรข์ ึ้นเล็กน้อย แสดงวา่ ไดโอดร่ัว การนำไดโอดไปใช้งาน สามารถทำไดห้ ลากหลายวงจร อาทิเช่น 1) วงจรเรก็ ติฟายเออร์หรือวงจรเรียงกระแส 2) วงจรมัลติพลายเออร์หรือวงจรทวแี รงดัน 3) วงจรคลปิ เปอรห์ รอื วงจรตดั สัญญาณ 4) วงจรแคลมเปอร์หรือวงจรปรับระดบั สญั ญาณ

25 แบบฝึกหัด หน่วยที่ 1 รหสั วิชา 30105-0003 ชอ่ื วิชา งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ สอนครัง้ ที่ 1-2 ช่ือหน่วย ไดโอด ชื่อเรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ช่ัวโมง เวลา 30 นาที ตอนท่ี 1 จงทำเครื่องหมายกากบาท () ลงบนตัวเลอื กทีถ่ ูกต้อง 1. ไดโอดแบง่ ตามลกั ษณะกรรมวธิ ีทผี่ ลิตมีกช่ี นดิ ก. 2 ชนิด ข. 3 ชนดิ ค. 4 ชนิด ง. 5 ชนิด จ. 6 ชนดิ 2. ขาแคโถดของไดโอดตอ่ กับสารใด ก. สารเซรามิค ข. สารเยอรมันเนยี่ ม ค. สารกงึ่ ตวั นำชนดิ พี ง. สารก่งึ ตวั นำบริสุทธ์ิ จ. สารกง่ึ ตัวนำชนดิ เอ็น 3. ไดโอดมขี าใช้งานกี่ขา ก. 2 ขา ข. 3 ขา ค. 4 ขา ง. 5 ขา จ. 6 ขา 4. ปลายลกู ศรของสัญลกั ษณ์ไดโอดคือขาใด ก. B ข. C ค. D ง. E จ. K 5. การไบอัสไดโอด สามารถทำได้กี่วธิ ี ก. 2 วิธี ข. 3 วธิ ี ค. 4 วิธี ง. 5 วิธี จ. 6 วธิ ี

26 แบบฝกึ หัด หนว่ ยที่ 1 รหสั วชิ า 30105-0003 ชื่อวชิ า งานพ้นื ฐานวงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 1-2 ชือ่ หนว่ ย ไดโอด ช่ือเรอ่ื ง : ไดโอด จำนวน 10 ชวั่ โมง เวลา 30 นาที 6. วงจรฮาร์ฟเวฟเร็กตฟิ ายเออร์มีไดโอดกี่ตัว ก. 1 ตัว ข. 2 ตัว ข. 3 ตวั ค. 4 ตวั ง. 5 ตวั 7. สญั ญาณเอาทพ์ ตุ ของวงจรบรดิ จ์เร็กตฟิ ายเออรจ์ ะเหมือนกับวงจรใด ก. คลปิ เปอร์ ข. แคลมเปอร์ ค. มัลตพิ ลายเออร์ ง. ฟลู เวฟเร็กติฟายเออร์ จ. ฮาร์ฟเวฟเร็กติฟายเออร์ 8. เม่อื เยอรมันเนีย่ มไดโอดนำกระแส จะเกดิ ความต่างศกั ยก์ ่ีโวลต์ ก. 0.1 V ข. 0.3 V ค. 0.5 V ง. 0.7 V จ. 0.9 V 9. การวดั ทดสอบไดโอด จำนวน 2 คร้ัง ปรากฏว่า เข็มมิเตอรไ์ ม่ข้ึนเลย แสดงว่าไดโอดอยู่ในสภาพใด ก. รัว่ ข. ยืด ค. ขาด ง. ปกติ จ. ชอ็ ต 10. วงจรคลปิ เปอร์ คอื วงจรใด ก. วงจรทวแี รงดัน ข. วงจรตัดสัญญาณ ค. วงจรเรียงกระแส ง. วงจรรกั ษาระดับแรงดนั จ. วงจรปรับระดบั สญั ญาณ

27 แบบฝกึ หัด หน่วยท่ี 1 รหัสวชิ า 30105-0003 ช่ือวชิ า งานพืน้ ฐานวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 1-2 ช่ือหน่วย ไดโอด ชอ่ื เรื่อง : ไดโอด จำนวน 10 ช่วั โมง เวลา 30 นาที ตอนที่ 2 จงเตมิ คำลงในชอ่ งวา่ งให้สมบรู ณ์ 1. การไบอสั ไดโอด มี ............ วธิ ี คือ ...................................................................................................................... 2. ไดโอดมีรอยต่อ …………………. รอยตอ่ 3. ไดโอด มี ……. ขา คือ ……………………………………………..……………………………………………………….………………….. 4. ถ้าตอ้ งการให้ไดโอดนำกระแส จะต้องตอ่ ไบอัสแบบ .....…………………………………………..………………………………. 5. ถ้าจา่ ยแรงดนั มากกวา่ 0.5 โวลต์ ให้กับซิลิกอนไดโอด ขณะไบอสั ตรง จะทำใหไ้ ดโอด ......................................... 6. ไดโอดชนดิ ซลิ ิกอน ขณะนำกระแส จะเกดิ ความตา่ งศกั ย์ ……………………. โวลต์ 7. จุดท่ีทำใหไ้ ดโอดพงั เสยี หาย เรยี กว่า ………………………………………………………………. 8. ไดโอด มีลักษณะการเสีย ................ กรณี คอื ...................................................................................................... 9. วงจรเรก็ ติฟายเออร์ ท่ที ำใหส้ ัญญาณเอาทพ์ ตุ ออกมาเต็มคล่นื คือ ...................................................................... 10. อปุ กรณ์ในวงจรแคลมเปอร์ ประกอบด้วย ..........................................................................................................

28 เอกสารอา้ งองิ “คุณลักษณะทางไฟฟ้าของไดโอด”. ม.ป.ป.. [ระบบออนไลน์]. แหล่งท่ีมา https://wiki.stjohn.ac.th/ groups/poly1/wiki/d24e0/_.html. สบื ค้น เม่อื 14 กันยายน 2558. “ไดโอดชนดิ จุดสัมผัส”. ม.ป.ป.. [ระบบออนไลน์]. แหลง่ ท่มี า http://en.academic.ru/dic.nsf/enwiki/146981. สบื คน้ เม่อื 14 กนั ยายน 2558. ธนกรครี ีพทิ กั ษ์. 2537. สารกึง่ ตัวนำและวงจร.ปทุมธานี : สกายบุ๊ค. พุทธารักษ์ แสงกงิ่ . 2557. อุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนิกสแ์ ละวงจร.กรงุ เทพฯ : สำนกั พมิ พ์ศูนย์ส่งเสรมิ วชิ าการ. _______. ม.ป.ป.. อปุ กรณ์อิเล็กทรอนิกส์. กรงุ เทพฯ : สำนกั พิมพ์ศนู ยส์ ง่ เสริมอาชวี ะ. ไวพจน์ศรธี ญั . 2546. อปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์. กรงุ เทพฯ : สำนกั พมิ พว์ งั อักษร.