หน่วยที่ 3 เรื่องทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์ : Transistor เป็ นอุปกรณ์สารกง่ึ ตวั นําทมี่ บี ทบาทมากในปัจจุบัน เน่ืองจาก ทรานซิสเตอร์มขี นาดเลก็ กะทดั รัด ราคาถูก มคี วามร้อนตาํ่ สิ้นเปลือ้ งพลงั งานน้อย ทนทาน และ มคี วามปลอดภยั ข้อสําคญั มคี วามไวในการทาํ งาน

ชนิดของทรานซิสเตอร์ แบ่งตามการใช้งาน 1. ทรานซิสเตอร์สวทิ ชิ่ง (Switching Transistor) 2. ทรานซิสเตอร์กาํ ลงั (Power Transistor) 3. ทรานซิสเตอร์ความถส่ี ูง (High Frequency Transistor)

แบ่งตามเนื้อสารทน่ี ํามาสร้าง1. เยอรมนั เน่ียมทรานซิสเตอร์ (Germanium Transistor)2. ซิลกิ อนทรานซิสเตอร์ (Silicon Transistor)

แบ่งตามโครงสร้างของสารทนี่ ํามาสร้าง1. ทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พเี อน็ (NPN type Transistor)2. ทรานซิสเตอร์ชนิดพเี อน็ พี (PNP type Transistor)

โครงสร้างของทรานซิสเตอร์ C CB P B N N P P N E Eทรานซิสเตอร์ชนิดพเี อน็ พี ทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พเี อน็

เกดิ จากการนําสารกง่ึ ตวั นําชนิดพแี ละสารกงึ่ ตวั นําชนิดเอน็ นํามาเรียงกนั 3 ช้ันเพ่ือให้เกดิ รอยต่อ 2 รอยต่อ โดยตรงกลางเป็ นเนื้อสารทต่ี ่างจากสารทอี่ ยู่หัวและท้ายมขี าใช้งาน 3 ขา คือ

1. ขาคอลเลค็ เตอร์ (Collector) เรียกย่อว่า C เป็ นขาทมี่ โี ครงสร้างในการโด๊ปสารใหญ่ทสี่ ุด2. ขาอมิ ติ เตอร์ (Emitter) เรียกย่อว่า E เป็ นขาทมี่ โี ครงสร้างในการโด๊ปสารใหญ่รองลงมา และจะอยู่ฝั่งตรงข้ามกบั ขาคอลเลค็ เตอร์3. ขาเบส (Base) เรียกย่อว่า B เป็ นส่วนทอี่ ยู่ตรงกลางระหว่างขาC กบั ขา Bมโี ครงสร้างในการโด๊ปสารแคบทส่ี ุด



สัญลกั ษณ์ของทรานซิสเตอร์ CC BB EE ทรานซิสเตอร์ชนิดพเี อน็ พี ทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พเี อน็

เบอร์ใช้งานเบื้องต้นของทรานซิสเตอร์เบอร์ขนึ้ ต้นด้วย2SA หรือ A เป็ นทรานซิสเตอร์ชนิดพเี อน็ พี ใช้กบั ย่านความถสี่ ูง (RF : Radio Frequency)2SB หรือ B เป็ นทรานซิสเตอร์ชนิดพเี อน็ พี ใช้กบั ย่านความถต่ี าํ่ หรือความถเี่ สียง (AF : Audio Frequency)2SC หรือ C เป็ นทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พเี อน็ ใช้กบั ย่านความถส่ี ูง (RF : Radio Frequency)2SD หรือ D เป็ นทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พเี อน็ ใช้กบั ย่านความถต่ี า่ํ หรือความถเี่ สียง (AF : Audio Frequency)

หลกั การทาํ งานของทรานซิสเตอร์ กระแสทางด้านอนิ พทุ จะต้องควบคุมกระแสทางด้านเอ้าท์พทุ ทาํ ได้ โดยการไบอสั ตรงทางด้านอนิ พทุ และไบอสั กลบัทางด้านเอ้าท์พทุINPUT ELECTRIC OUTPUT CURCUIT

โครงสร้างของวงจรไฟฟ้า จะต้องมีอนิ พทุ และเอ้าท์พทุ ด้านละ 2 เส้น แต่ทรานซิสเตอร์ มขี าใช้งาน 3 ขา ซึ่งจะต้องให้ขาใดขาหนึ่งเป็ นขาร่วม (Common)และให้ขาหนึ่งเป็ นขาอนิ พทุ อกี ขาหนึ่งเป็ นขาเอ้าท์พทุ

E CINPUT OUTPUT B

การทาํ งานของทรานซิสเตอร์ชนิดพเี อน็ พีE IE IC C PN P+ B IB+E IE IC C IB B

เมื่อไบอสั ตรงทางด้านอนิ พทุ ระหว่างขา B กบัE จะทาํ ให้เกดิ กระแสไหลจาก ขา E ไปยงั ขา Bแต่เน่ืองจากขา B มพี ืน้ ทใ่ี นการโด๊ปสารน้อยมากจงึ ทาํ ให้ประจุจาํ นวนมากของโฮล (+) มารวมตวักนั ท่ี ขา B ดงั น้ัน ต้องใช้แรงดนั ลบค่าสูงๆ ทางด้าน ขา C เพ่ือดงึ ประจุโฮลให้ออกมาทางด้านขา C ทาํ ให้เกดิ การไหลของกระแสคอลเลค็ เตอร์

การทาํ งานของทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พเี อน็E IE N P N IC C+ B IB +E IE IC CIB B

เม่ือไบอสั ตรงทางด้านอนิ พทุ ระหว่างขา Bกบั E จะทาํ ให้เกดิ กระแสไหลจาก ขา B ไปยงัขา E แต่เนื่องจากขา B มพี ืน้ ทใ่ี นการโด๊ปสารน้อยมาก จงึ ทาํ ให้ประจุจาํ นวนมากของโฮล (+)ไหลผ่านไม่ได้ ดงั น้ัน ต้องใช้แรงดนั บวกค่าสูงๆทางด้าน ขา C มาผลกั ดนั ประจุโฮลให้เคลื่อนท่ีไปยงั ขา E ทาํ ให้เกดิ การไหลของกระแสอมิ ติ เตอร์

การวดั และทดสอบทรานซิสเตอร์ วดั หาขาเบส โครงสร้างของทรานซิสเตอร์ใกล้เคยี งกบั ไดโอด 2 ตวั ต่อชนกนั หลกั การวดั เหมือนกบั หลกั การวดั ไดโอด

E CE NP N C B B โครงสร้างของทรานซิสเตอร์ชนิดเอน็ พเี อน็E CE PN P C BB โครงสร้างของทรานซิสเตอร์ชนิดพเี อน็ พี

ข้นั ตอนการวดั1. ต้งั มลั ตมิ เิ ตอร์ย่านวดั ความต้านทาน Rx10 หรือ Rx1002. นําสายมเิ ตอร์จบั ทร่ี ะหว่างขาของ ทรานซิสเตอร์ 2 ขา ดูผลการวดั3. วดั ท้งั หมด 6 คร้ัง เขม็ มเิ ตอร์จะขนึ้ (ค่าความต้านทานตาํ่ ) 2 คร้ัง

ผลของการวดั 1. สามารถทราบขาเบส โดยสังเกตจากการวดั เขม็ ขนึ้ 2 คร้ัง ซึ่งสายมเิ ตอร์ จะจบั น่ิงทข่ี าเบส และสายท่ี เหลือไปจบั ขาทเ่ี หลือ เขม็ มเิ ตอร์ขนึ้ เม่ือสลบั สายเขม็ มเิ ตอร์จะไม่ขนึ้ 2. สามารถทราบชนิดของทรานซิสเตอร์

-+ C -+ C B B E E-+ -+ทรานซิสเตอร์ NPN ทรานซิสเตอร์ PNPแสดงการวดั ขาเบสของทรานซิสเตอร์

การวดั หาขาคอลเลค็ เตอร์และอมิ ติ เตอร์ วธิ ีท่ี 1 ข้นั ตอนการวดั1. ต้งั มลั ตมิ เิ ตอร์ย่านวดั ความต้านทาน Rx10k2. นําสายวดั จบั ขาเบสกบั ขาทเ่ี หลือ ทาํ การวดั 2 คร้ัง โดยทรานซิสเตอร์จะอยู่ในลกั ษณะรีเวริ ์สไบอสั หรือ ไบอสั แบบกลบั

-+ C -+ C B B E E-+ -+ทรานซิสเตอร์ NPN ทรานซิสเตอร์ PNPแสดงการวดั ขาคอลเลค็ เตอร์และขาอมิ ติ เตอร์ของทรานซิสเตอร์

ผลการวดัถ้าวดั ขาเบสเทยี บกบั ขาทเี่ หลือ * ได้ค่าความต้านทานสูง (เขม็ มเิ ตอร์ขนึ้เลก็ น้อยหรือไม่ขนึ้ เลย) แสดงว่าขาทส่ี ายมเิ ตอร์จบั กบั ขาเบส คือขาคอลเลค็ เตอร์ ** ได้ค่าความต้านทานตาํ่ (เขม็ มเิ ตอร์ขนึ้มาก) แสดงว่าขาทส่ี ายมเิ ตอร์จบั กบั ขาเบสคือขาอมิ ติ เตอร์

วธิ ีที่ 2 วธิ ีการวดั โดยการไบอสั ทรานซิสเตอร์ ข้นั ตอนการวดั เม่ือทราบขาเบส 1. ต้งั มลั ตมิ เิ ตอร์ย่านวดั ความต้านทาน Rx10k 2. นําสายมเิ ตอร์จับ 2 ขาทเี่ หลือ 3. นํานิว้ แตะระหว่างขาเบสกบั 2 ขาทเ่ี หลือ 4. ดูผลการวดั หรือสังเกตเขม็ มเิ ตอร์

เขม็ ขนึ้ C + เขม็ ขนึ้ C + B - -Bเขม็ ไม่ขนึ้ E เขม็ ไม่ขนึ้ E ทรานซิสเตอร์ NPN ทรานซิสเตอร์ PNP

ผลการวดัถ้าหากนํานิว้ แตะทขี่ าใดกบั ขาเบสแล้วเขม็ มเิ ตอร์ขนึ้ แสดงว่า ขาน้ัน คือขาคอลเลค็ เตอร์ ขาทเ่ี หลือคือขาอมิ ติ เตอร์