ใบความรู้ 1_สารกึ่งตัวนำและไดโอด

1

แบบทดสอบก่อนเรียน 2 รหัสวชิ า 2105-2005 ชอ่ื วชิ า อุปกรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์และวงจร หนว่ ยท่ี 1 ชื่อหนว่ ยสารก่ึงตวั นาและไดโอด สอนครง้ั ที่ 1ช่อื เร่ือง: สารกึ่งตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ช่วั โมง เวลา10 นาทีคาสง่ั จงทาเคร่ืองหมายกากบาท () ลงบนตัวเลอื กทีถ่ กู ต้อง1. อะตอมประกอบดว้ ยอะไร ก. โปรตอนกับนิวตรอน ข. นวิ เคลยี สกบั โปรตรอน ค. นิวตรอนกับอเิ ลก็ ตรอน ง. อิเลก็ ตรอนกับนิวเคลยี ส2. วงโคจรช้นั ท่ี 4 มจี านวนอเิ ล็กตรอนได้กีต่ ัว ก. 2 ตัว ข. 8 ตวั ค. 18 ตัว ง. 32 ตัว3. สสารท่ีมวี าเลนซอ์ เิ ล็กตรอน 3 ตัว มีคณุ สมบตั ิทางไฟฟา้ ใด ก. ตัวนา ข. ฉนวน ค. กึง่ ตัวนา ง. เปน็ กลาง4. สารกง่ึ ตวั นาบรสิ ุทธ์ิผสมกบั สารที่มวี าเลนซอ์ เิ ล็กตรอน 5 ตวั จะเกิดเปน็ สารใด ก. สารกึ่งตวั นาพเิ ศษ ข. สารกงึ่ ตัวนาชนดิ พี ค. สารกึง่ ตวั นาชนดิ เอน็ ง. สารกึ่งตวั นาไมบ่ ริสทุ ธ์ิ5. ไดโอดประกอบด้วยอะไร ก. สารเยอรมันเนี่ยมกับสารซลิ ิกอน ข. สารซิลิกอนกับสารกึง่ ตัวนาไมบ่ รสิ ุทธ์ิ ค. สารก่งึ ตวั นาชนดิ พกี บั สารก่ึงตวั นาชนดิ เอน็ ง. สารก่ึงตัวนาบรสิ ทุ ธก์ิ ับสารก่ึงตัวนาไม่บรสิ ุทธ์ิ

แบบทดสอบก่อนเรียน 3 รหัสวิชา 2105-2005 ชอ่ื วิชา อุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ สแ์ ละวงจร หนว่ ยท่ี 1 ช่อื หน่วยสารกึ่งตวั นาและไดโอด สอนครง้ั ที่ 1ช่อื เร่อื ง: สารกึ่งตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ช่ัวโมง เวลา10 นาที6. ขอ้ ใดคอื สญั ลกั ษณ์ของไดโอดก. ข.ค.ง.7. ไดโอดจะนากระแสได้ ตอ้ งไบอัสแบบใดก. ฟกิ สไ์ บอัส ข.เซลฟ์ ไบอสั ค. รเี วริ ส์ ไบอัสง. ฟอร์เวริ ์ดไบอสั8. จุดท่ีทาใหไ้ ดโอดนากระแส เรยี กวา่ อะไรก. คทั อนิข. คทั โอเวอร์ ค. เบรกดาวนโ์ วลเตจง. เบรกโอเวอร์โวลเตจ9. การทดสอบไดโอดดว้ ยมิเตอรแ์ บบอนาลอ็ ก จะต้องตั้งยา่ นวัดใดก. Rx10ข. Rx100ค. Rx10kง. Rx100k10. การวัดทดสอบไดโอด จานวน 2 คร้งั คร้ังท่ี 1 เข็มมเิ ตอร์ข้นึ ครั้งท่ี 2 ทาการสลบั สายวัด ปรากฏว่า เขม็ มเิ ตอร์ขึ้นอีกคร้ัง แสดงวา่ ไดโอดมีสภาพเปน็ อย่างไรก. รั่วข. ขาดค. ปกติง. ช็อต

4 เฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรยี น หนว่ ยที่ 1 สอนครง้ั ท่ี 1 รหัสวิชา 2105-2005 ชื่อวิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร เวลารวม 5 ชัว่ โมง ชอ่ื หนว่ ยสารกึ่งตัวนาและไดโอด เวลา 10 นาทีช่ือเร่อื ง : สารกง่ึ ตวั นาและไดโอด เฉลยคาตอบข้อที่ ข้อท่ถี ูกตอ้ ง 1ง 2ง 3ก 4ค 5ค 6ข 7ง 8ก 9ก10 ง ขอ้ ละ 1 คะแนน คะแนนเต็ม 10 คะแนน

5 ใบความรู้ที่ 1 หนว่ ยท่ี 1 สอนคร้ังที่ 1 รหัสวิชา 2105-2005 ชอ่ื วชิ า อุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส์และวงจร เวลารวม 5 ช่วั โมง ชอ่ื หน่วยสารก่ึงตัวนาและไดโอด เวลา2 ชัว่ โมงช่ือเร่อื ง : สารกึง่ ตวั นาและไดโอดจุดประสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม1. อธบิ ายโครงสร้างของอะตอมได้2. อธิบายวงโคจรของอิเลก็ ตรอนได้ 3. อธบิ ายคุณสมบตั ิทางไฟฟา้ ของสสารได้4. อธิบายลักษณะของสารกง่ึ ตัวนาได้ 5. อธบิ ายโครงสร้างของไดโอดได้ 6. บอกสัญลกั ษณ์ของไดโอดได้ 7. อธิบายวิธกี ารไบอสั ไดโอดได้ 8. อธบิ ายลักษณะสมบัตทิ างไฟฟา้ ของไดโอดได้ 9. อธบิ ายวธิ ีการวดั และทดสอบไดโอดได้สาระการเรยี นรู้1. สารกง่ึ ตวั นาและไดโอด1.1 อะตอม1.2 วงโคจรของอิเล็กตรอน1.3 คณุ สมบัติทางไฟฟา้ ของสสาร1.4 สารกง่ึ ตวั นา1.5 ไดโอด1.6 การไบอสั ไดโอด1.7 ลักษณะสมบตั ิทางไฟฟา้ ของไดโอด1.8 การวดั และทดสอบไดโอด

6 ใบความรู้ที่ 1 หนว่ ยที่ 1 สอนครงั้ ท่ี 1 รหัสวชิ า 2105-2005 ชอ่ื วชิ า อุปกรณอ์ ิเลก็ ทรอนิกส์และวงจร เวลารวม 5 ชัว่ โมง ชอื่ หนว่ ยสารก่งึ ตัวนาและไดโอด เวลา2 ชัว่ โมงช่อื เร่ือง : สารกึ่งตวั นาและไดโอด เน้ือหาสาระ1.1 อะตอมสสารหรือธาตตุ า่ งๆ ทั้งทอ่ี ย่ใู นสภาวะของแขง็ ของเหลว และก๊าซ จะประกอบดว้ ยโมเลกลุ หลายๆ ตัวรวมกนั โดยแต่ละโมเลกลุ จะประกอบด้วย อะตอมหลายๆ ตวั รวมกนั ซ่งึ อะตอม จะประกอบด้วยอนุภาคย่อยๆ อกี ชัน้ หน่งึ โครงสรา้ งของอะตอมอะตอม จะประกอบด้วยนวิ เคลยี ส ซ่งึ จะอยู่เป็นแกนกลางของอะตอม และมีอิเล็กตรอนวิง่ โคจรรอบๆนิวเคลียสโดยปกตอิ ะตอมของธาตุต่างๆจะเปน็ กลางทางไฟฟา้ ในธาตุเดยี วกนั ภายในนวิ เคลยี ส จะประกอบดว้ ยโปรตรอนและนิวตรอน ซง่ึ จะมีจานวนเท่าๆ กนั อยรู่ วมกัน โดยโปรตรอนจะมีประจุเป็นบวกส่วนนวิ ตรอน จะมีสภาวะเป็นกลางทางไฟฟ้า สว่ นอิเลก็ ตรอน จะมจี านวนเท่ากับโปรตรอนและนวิ ตรอน โดยมปี ระจุเป็นลบ ซึง่ จะวิ่งโคจรรอบๆนวิ เคลียส ภาพท่ี 1-1 โครงสรา้ งของอะตอมที่มาของภาพ :http://khmmew.blogspot.com/2017/12/blog-post_20.html

7 ใบความรทู้ ี่ 1 หนว่ ยท่ี 1 รหัสวชิ า 2105-2005 ชอื่ วิชา อุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนิกส์และวงจร สอนครัง้ ที่ 1 ชอ่ื หนว่ ยสารก่ึงตวั นาและไดโอดช่ือเรอ่ื ง : สารก่งึ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ชัว่ โมง เวลา 2 ช่วั โมง1.2 วงโคจรของอเิ ลก็ ตรอนวงโคจรของอิเล็กตรอนทอ่ี ยู่หา่ งจากนิวเคลียส จะกากับดว้ ยตวั อักษรภาษาอังกฤษ ซ่ึงวงในสดุ ทีต่ ดิ กบั นวิ เคลยี สจะนับเปน็ วงแรก คือ วง K และวงโคจรที่อยหู่ า่ งออกไปเร่อื ยๆวงโคจรถัดไปจะเป็นวง L , M , N , O , P และ Qตามลาดบั ซงึ่ สสารหรือธาตุตา่ งๆ จะมจี านวนวงโคจรแตกต่างกันอเิ ล็กตรอนท่ีวง่ิ โคจรรอบๆ นิวเคลียสจะวง่ิ เป็นวงๆโดยในแต่ละวงจะมจี านวนอเิ ลก็ ตรอนบรรจุอยูไ่ มเ่ ท่ากนัเรยี งลาดับจากนอ้ ย (วงในสดุ ) ไปหามากแตล่ ะวงสามารถบรรจจุ านวนอิเล็กตรอนได้ ตามสูตร 2N2โดยNคือ ลาดับของวงโคจรที่ห่างจากนวิ เคลียส ภาพที่ 1-2 ตารางธาตุทม่ี าของภาพ: http://www.vcharkarn.com/varticle/500208

8 ใบความรู้ท่ี 1 หน่วยที่ 1 รหัสวิชา 2105-2005 ชอ่ื วชิ า อุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนกิ ส์และวงจร สอนครงั้ ท่ี 1 ชือ่ หนว่ ยสารก่ึงตวั นาและไดโอดช่อื เรอ่ื ง : สารก่ึงตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา 2 ชัว่ โมงดังนน้ั จานวนวาเลนเซลลแ์ ละวาเลนซ์อเิ ล็กตรอนในธาตุแตล่ ะชนดิ จะมีจานวนไมเ่ ทา่ กนั เนอ่ื งจากอะตอมของธาตุแต่ละชนิดมจี านวนอิเล็กตรอนมากน้อยแตกต่างกนั และมขี ้อจากดั ในการบรรจุอเิ ล็กตรอนในวงโคจร วงนอกสดุ ได้ไม่เกนิ 8 ตวั แต่อเิ ลก็ ตรอนวงนอกสดุ จะอยวู่ งใดก็ได้ไม่จาเป็นต้องอยทู่ ว่ี ง Q เท่านัน้ วงทถ่ี กู บรรจอุ เิ ล็กตรอนวงสดุ ท้ายของธาตนุ น้ั เรียกวา่ วาเลนซ์เซลล์ ส่วนอเิ ล็กตรอนท่ีบรรจุอยบู่ นวงนอกสุด เรยี กวา่ วาเลนซ์อิเลก็ ตรอน ซ่ึงสามารถสรุปจานวนในแต่ละวง ดงั นี้ วง K (วงที่ 1) จะมีจานวนอเิ ล็กตรอนสูงสดุ เทา่ กับ 2N2 = 2(1)2 = 2 ตวั วง L (วงท่ี 2) จะมีจานวนอิเลก็ ตรอนสงู สดุ เท่ากบั 2N2 = 2(2)2 = 8 ตัว วง M (วงท่ี 3) จะมีจานวนอิเลก็ ตรอนสงู สุดเท่ากบั 2N2 = 2(3)2 = 18 ตวัวง N (วงที่ 4) จะมจี านวนอเิ ล็กตรอนสงู สุดเท่ากบั 2N2 = 2(4)2 = 32 ตัววง O (วงที่ 5) จะมีจานวนอเิ ล็กตรอนสงู สุดเท่ากับ 2N2 = 2(5)2 = 50 ตวัโดยตงั้ แต่ วงที่ 5 (วง O) เปน็ ตน้ ไปจะมจี านวนอิเล็กตรอนที่บรรจุลงไปจะไม่เต็มจานวนตามสตู รทคี่ านวณได้ภาพที่ 1-3 วงโคจรของอิเลก็ ตรอนใบความร้ทู ี่ 1 หนว่ ยท่ี 1

รหัสวิชา 2105-2005 ช่อื วิชา อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนกิ ส์และวงจร 9 ชอื่ หนว่ ยสารก่งึ ตวั นาและไดโอด สอนคร้งั ที่ 1ช่อื เรือ่ ง : สารก่ึงตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ช่ัวโมง เวลา 2 ช่ัวโมงตัวอย่างการจดั เรียง โครงสรา้ งอเิ ล็กตรอน ของอะตอมโซเดียม (Na) ซึง่ มจี านวนอิเล็กตรอนทงั้ หมด 11 ตวั โดยอเิ ลก็ ตรอนจะถูกบรรจุอยู่ทีช่ น้ั ท่ี 1 จานวน 2 ตวั ชนั้ ท่ี 2 จานวน 8 ตวั และชั้นท่ี 3 จานวน 1 ตัวดังน้ัน โซเดยี ม จะมีจานวนวงโคจรท้ังหมด 3 วง ภาพที่ 1-4 การจดั โครงสร้างอิเลก็ ตรอนของอะตอมโซเดียม1.3 คุณสมบัติทางไฟฟา้ ของสสารวาเลนซ์อิเล็กตรอนหรอื อิเลก็ ตรอนท่ีอยู่บนวงนอกสุด เป็นตวั ท่บี ง่ บอกคุณสมบัติทางไฟฟา้ ของสสารหรอื ธาตุต่างๆซ่งึ สามารถแบง่ ออกได้ 3 ชนดิ คอื ตัวนาไฟฟ้ากง่ึ ตัวนาและฉนวนไฟฟา้ โดยจะกาหนดจากสสารหรือธาตทุ ่ีมี จานวนวาเลนซ์อิเลก็ ตรอน ดังนี้1)ตัวนาไฟฟา้ (Conductor) จะมีวาเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน 1–3 ตวั2) กง่ึ ตัวนา (Semi Conductor) จะมวี าเลนซ์อเิ ล็กตรอน 4 ตวั3)ฉนวนไฟฟา้ (Insulator) จะมีวาเลนซ์อิเลก็ ตรอน 5–8 ตัวใบความร้ทู ่ี 1 หน่วยที่ 1

10รหสั วิชา 2105-2005 ช่อื วิชา อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์และวงจร สอนครั้งที่ 1ชอ่ื หนว่ ยสารกึ่งตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ช่ัวโมงช่ือเรอ่ื ง : สารกงึ่ ตวั นาและไดโอด เวลา 2 ชัว่ โมง1.3.1 ตัวนาไฟฟา้ (Conductor)ตัวนาไฟฟา้ คอื ธาตุที่มีจานวนวาเลนซ์อเิ ลก็ ตรอน 1–3 ตวั ซึ่งอิเล็กตรอนจะสามารถหลดุ ออกจากอะตอมไดง้ ่ายเมื่อมพี ลังงานหรอื แรงมากระทาเพยี งเล็กน้อย คณุ สมบตั ิของตัวนาไฟฟา้ คอื สามารถนากระแสไฟฟ้าไดด้ ี ซง่ึ ธาตทุ เี่ ป็นตัวนาไฟฟ้า ได้แก่ เงินทองแSดiงทองคา อลมู ิเนยี มเหล็กสงั กะสี Ge1.3.2 กงึ่ ตัวนาไฟฟ้า (Semi-Conductor)ก่ึงตัวนาไฟฟา้ คอื ธาตุท่มี ี จานวนวาเลนซ์อิเลก็ ตรอน 4 ตวั พอดี ซง่ึ มคี ณุ สมบตั ิก่งึ กลางระหว่างตัวนาไฟฟา้ และฉนวนไฟฟา้ ธาตุทเ่ี ป็นกึ่งตวั นาไฟฟ้า ได้แก่ คาร์บอนตะกวั่ ดบี กุ แตธ่ าตบุ างชนิดท่นี ิยมนาไปผลติ เป็นอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ตา่ งๆมี 2 ชนิดได้แก่ ซิลกิ อน (Si) และเยอรมนั เน่ียม (Ge) ภาพที่ 1-5 โครงสรา้ งอะตอมของซิลิกอนและเยอรมนั เนยี่ ม1.3.3 ฉนวนไฟฟา้ (Insulator)ฉนวนไฟฟา้ คอื ธาตทุ ี่มี จานวนวาเลนซ์อิเลก็ ตรอน 5–8 ตัวซึ่งอิเล็กตรอน จะหลดุ ออกจากอะตอมได้ยากจะต้องใช้พลังงานสงู มากๆ มากระทา เพอื่ ใหอ้ เิ ลก็ ตรอนหลดุ ออกจากวงโคจรได้คุณสมบัตขิ องฉนวนไฟฟ้า คอื กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นได้ยาก มคี ่าความตา้ นทานไฟฟ้าสูงมากธาตทุ ่เี ปน็ ฉนวนไฟฟ้า ไดแ้ ก่ไมกา้ แกว้ พลาสตกิ ไม้แหง้ ใบความรู้ท่ี 1 หนว่ ยที่ 1

11รหัสวิชา 2105-2005 ช่อื วชิ า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สอนครัง้ ที่ 1ชื่อหน่วยสารกึง่ ตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ช่ัวโมงช่อื เร่ือง : สารก่ึงตวั นาและไดโอด เวลา 2 ชว่ั โมง1.4 สารกงึ่ ตวั นาธาตหุ รอื สสารท่ีมีคณุ สมบัตทิ างไฟฟ้าเปน็ ก่งึ ตวั นาไฟฟ้า จะไมส่ ามารถนามาเปน็ ตัวนาไฟฟา้ ท่ีดไี ดแ้ ละไมส่ ามารถนาไปเปน็ ฉนวนไฟฟ้าทด่ี ดี ้วยเช่นกนั แตส่ ามารถนาไปใช้ประโยชนเ์ ปน็ อุปกรณ์สารก่งึ ตัวนาได้โดยผ่านกระบวนการโด๊ปสารหรอื การเจือปนสาร (Doping) เพอ่ื ให้เกดิ สารกึง่ ตัวนาชนิดใหมข่ ึ้นมาได้แก่ สารกึง่ ตวั นาชนิด พีและสารก่ึงตวั นาชนิดเอน็1.4.1 สารก่งึ ตัวนาบรสิ ทุ ธ์ิสารกง่ึ ตัวนาบรสิ ุทธ์ิคอื ธาตกุ ง่ึ ตัวนาทย่ี ังไมไ่ ดเ้ ติมสารเจือปนใดๆลงไปธาตกุ ง่ึ ตัวนาทีน่ ิยมนามาทาเปน็ สารกึ่งตัวนาในการผลติ อปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์ไดแ้ ก่ ซลิ ิกอน (Si) และเยอรมนั เนีย่ ม (Ge) ซึ่งธาตุทัง้ 2 ชนดิ จะมีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 4 ตัวแตจ่ านวนอเิ ล็กตรอนท้งั หมดจะไม่เท่ากนั1.4.2สารกึง่ ตัวนาไมบ่ ริสทุ ธิ์สารกึ่งตวั นาไม่บริสทุ ธิ์ คอื การนาธาตกุ ่ึงตวั นาซลิ ิกอนหรอื เยอรมนั เนีย่ มมาเติมธาตุเจือปนลงไป โดยใช้ธาตเุ จอื ปนทีม่ วี าเลนซ์อเิ ล็กตรอน3 ตัว หรอื 5 ตวั ในอัตราส่วน 108 : 1 ซึ่ง หมายถึง ธาตุก่งึ ตัวนาบรสิ ุทธิ์ 108ส่วนตอ่ สารเจอืปน 1 ส่วน จะทาให้ได้สารกึง่ ตวั นาชนิดใหม่ คือ สารก่งึ ตวั นาชนิดเอ็น (N-type) กบั สารก่ึงตัวนาชนดิ พี (P-type)1.4.3 สารกึง่ ตวั นาชนดิ เอ็นสารกง่ึ ตัวนาชนิดเอ็นคอื สารก่ึงตัวนาทีไ่ ดจ้ าการนาธาตกุ ่ึงตัวนาซิลิกอนหรอื เยอรมนั เนี่ยมมาเติมสารเจือปนทม่ี ีวาเลนซ์อเิ ลก็ ตรอน 5 ตัวเช่น ฟอสฟอรัส (P) และ อาเซนคิ (As) อย่างใดอย่างหนง่ึ ลงไปจะทาใหว้ าเลนซอ์ ิเล็กตรอนแต่ละอะตอมแลกเปลี่ยนอเิ ล็กตรอนซึ่งกันและกันหรือใช้อเิ ลก็ ตรอนร่วมกันไดค้ รบท้ัง 8 ตัวส่งผลให้เหลอื จานวนอเิ ลก็ ตรอนอีก 1 ตวั ท่ไี มส่ ามารถจบั ตวั กับอิเล็กตรอนในอะตอมข้างเคียง ได้ เรียกอเิ ลก็ ตรอนตัวน้ีวา่อิเลก็ ตรอนอสิ ระ (Free Electron) โดยจะแสดงประจุลบออกมา ใบความรู้ที่ 1 หน่วยที่ 1

12รหัสวิชา 2105-2005 ช่อื วชิ า อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนกิ สแ์ ละวงจร สอนครัง้ ท่ี 1ชื่อหน่วยสารก่ึงตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ช่วั โมงชือ่ เรอ่ื ง : สารกงึ่ ตวั นาและไดโอด เวลา 2 ช่วั โมง ภาพที่ 1-6 โครงสร้างการจบั ตวั ของอเิ ล็กตรอนวงนอกสุดระหวา่ งซลิ ิกอนกับฟอสฟอรสั1.4.4 สารก่งึ ตัวนาชนดิ พีสารก่ึงตวั นาชนิดพีคอื สารกึ่งตวั นาที่ไดจ้ าการนาธาตุกึง่ ตวั นาซลิ ิกอนหรอื เยอรมนั เนย่ี มมาเติมสารเจอื ปนทีม่ วี าเลนซ์อิเลก็ ตรอน 3 ตวั เชน่ โบรอน (Br) , อนิ เดยี ม (In) , แกลเลยี ม (Ge) และอลูมเิ นียม (Al) อย่างใดอย่างหนึ่งลงไป จะทาใหว้ าเลนซ์อิเลก็ ตรอนแต่ละอะตอมได้แลกเปลยี่ นอเิ ลก็ ตรอนซ่ึงกันและกันหรือใชอ้ ิเลก็ ตรอนรว่ มกันได้ครบ 8 ตัว ทาใหอ้ ะตอมของธาตเุ จือปนขาดจานวนอิเลก็ ตรอนอีก 1 ตัว เรียกอเิ ล็กตรอนที่ขาดไปว่าโฮล (Hole) ซ่งึแปลวา่ หลมุ หรอื รู โดยจะแสดงประจุบวกออกมา ใบความร้ทู ่ี 1 หนว่ ยที่ 1

13รหสั วิชา 2105-2005 ชอ่ื วิชา อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนิกสแ์ ละวงจร สอนครง้ั ที่ 1ชือ่ หน่วยสารกึ่งตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ชว่ั โมงช่อื เรื่อง : สารก่งึ ตัวนาและไดโอด เวลา 2 ช่ัวโมง ภาพที่ 1-7 โครงสรา้ งการจบั ตัวของอิเลก็ ตรอนวงนอกสุดระหวา่ งซลิ กิ อนกบั โบรอน1.5 ไดโอดไดโอด (Diode) เป็นอปุ กรณส์ ารก่งึ ตัวนา ทยี่ อมใหก้ ระแสไฟฟ้าไหลผ่านไดท้ ิศทางเดียว ทาหนา้ ที่เรยี งกระแส และตดั สัญญาณ ไดโอดมีหลากหลายขนาดและหลากหลายชนดิ ดังน้นั จงึ พบเหน็ รูปรา่ งภายนอกของไดโอดทแี่ ตกตา่ งกนั ภาพท่ี 1-8 รปู รา่ งของไดโอด ใบความรทู้ ี่ 1 หนว่ ยท่ี 1

รหัสวิชา 2105-2005 ชอ่ื วชิ า อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนกิ ส์และวงจร 14 ชือ่ หนว่ ยสารกึ่งตัวนาและไดโอด สอนคร้งั ท่ี 1ช่อื เร่ือง : สารกึง่ ตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ช่ัวโมง เวลา 2 ช่ัวโมง1.5.1 ชนดิ ของไดโอด 1) ไดโอด สามารถแบ่งตามเนือ้ สารทใี่ ชผ้ ลิตเปน็ อปุ กรณอ์ ิเลก็ ทรอนิกส์ได้ 2 ชนิด คอื (1) ไดโอดชนิดเยอรมนั เนย่ี ม ซง่ึ สารเยอรมนั เนยี่ มเป็นเนอ้ื สารที่ ไม่นิยมนามาผลติ เป็นอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนกิ ส์ เนอ่ื งจากมีกระแสร่ัวไหลมากกว่าสารซลิ กิ อน (2) ไดโอดชนดิ ซลิ กิ อน ซึ่งสารซิลิกอนเป็นเนอ้ื สารทนี่ ามาผลิตเปน็ อปุ กรณอ์ เิ ล็กทรอนิกสท์ ุกชนิดในปัจจบุ ัน2) ไดโอด สามารถแบง่ ตามลักษณะกรรมวิธที ีผ่ ลติ ได้2 ชนดิ คือ (1) ไดโอดชนิดจดุ สมั ผัส ( Point contact diode) เกดิ จากการนาสารเยอรมันเนยี่ มชนดิ เอน็มาอดั เปน็ เสน้ ลวดพลาตนิ ่ัม (Platinum) เรยี กว่า หนวดแมว ใส่เข้าไปในหลอดแกว้ ต่อเขา้ กับผลกึ ซงึ่ เปน็ สารชนิดเอน็ เมอื่ ให้กระแสคา่ สูงๆ ไหลผ่านรอยตอ่ ระหวา่ งสายและผลกึ จะทาให้เกดิ สารชนิดพี ข้ึนรอบๆ รอยสัมผสั ในผลกึเยอรมันเนีย่ ม ภาพท่ี 1-9 รปู ร่างของไดโอดชนิดจุดสมั ผสัท่มี าของภาพ: http://allowtech.blogspot.com/2011/11/diode.html(2) ไดโอดชนดิ หัวตอ่ พี-เอ็น (P-N junction diode) เกิดจากการนาสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็นมาแพร่อนุภาคอะตอมของสารบางชนดิ เข้าไปในเนอ้ื สารกงึ่ ตัวนาชนิดพีข้ึนบางสว่ น แล้วจงึ ต่อขั้วออกใช้งาน ไดโอดชนิดน้ีมบี ทบาทมากในวงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์และใช้งานกันอย่างแพร่หลายใบความรทู้ ี่ 1 หน่วยที่ 1

รหสั วิชา 2105-2005 ช่ือวิชา อุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนกิ สแ์ ละวงจร 15 ชื่อหนว่ ยสารกง่ึ ตัวนาและไดโอด สอนครั้งท่ี 1ชื่อเรอ่ื ง : สารกึ่งตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ช่ัวโมง เวลา 2 ช่วั โมง ภาพที่ 1-10 รปู ร่างของไดโอดชนิดหัวตอ่ พ-ี เอน็ทม่ี าของภาพ : https://www.alibaba.com/product-detail/Hot-selling-t2d-diode-2a-rectifier_60465581171.html1.5.2 โครงสรา้ งของไดโอดไดโอด ประกอบจากสารกง่ึ ตวั นาชนดิ พแี ละ สารก่งึ ตวั นา ชนดิ เอ็น นามาต่อชนกนั ด้วยวธิ กี ารปลูกผลึกหรอื วธิ กี ารแพรก่ ระจายสารเจือปนลงไปในสารก่ึงตัวนาบรสิ ุทธิ์ทาให้มรี อยต่อ (Junction) ระหวา่ งสารกง่ึ ตัวนา1 รอยตอ่ มีขาใชง้ าน 2 ขาคอื ขาแอโนด (Anode) เรยี กยอ่ ๆวา่ ขา A ซึ่งจะตอ่ เขา้ กับสารกง่ึ ตวั นาชนดิ พี และขาแคโถด (Kathode) เรียกยอ่ ๆวา่ ขา K ซึ่งจะตอ่ เข้ากับสารกง่ึ ตวั นาชนิดเอ็น ภาพท่ี 1-11 โครงสรา้ งของไดโอดชนิดจุดสัมผัสทีม่ าของภาพ: http://mte.kmutt.ac.th/elearning/Electronic_Fuel_Injection_System/unit1-1-14.htmlอาโนด P N แคโถดA : Anode K :Kathod ภาพท่ี 1-12 โครงสร้างของไดโอดชนดิ หัวต่อพ-ี เอ็น ใบความรู้ท่ี 1 หนว่ ยที่ 1

รหสั วชิ า 2105-2005 ชื่อวชิ า อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกสแ์ ละวงจร 16 ชือ่ หนว่ ยสารก่งึ ตวั นาและไดโอด สอนครัง้ ท่ี 1ชอ่ื เร่อื ง : สารก่งึ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ช่วั โมง เวลา 2 ชว่ั โมงสารกึ่งตัวนาชนิดพี ซ่งึ มีโฮลเป็นพาหะส่วนใหญม่ าเช่ือมต่อกับสารกงึ่ ตัวนาชนิดเอ็น ซง่ึ มอี ิเลก็ ตรอนเปน็ พาหะสว่ นใหญ่ (พาหะ หมายถึง อเิ ล็กตรอนหรือโฮลทีเ่ คลอ่ื นที่ ) ทาใหอ้ ิเลก็ ตรอนของสารกึ่งตวั นาชนิดเอน็ เคล่อื นท่ผี ่านรอยตอ่ เขา้ ไปหาโฮลในสารก่ึงตวั นาชนิดพี ในทางเดยี วกันโฮลในสารกึ่งตวั นาชนิดพี จะเคลอื่ นทข่ี า้ มรอยตอ่ เข้าไปหาสารกงึ่ ตัวนาชนิดเอน็ ซ่งึ การเคลือ่ นท่ขี องพาหะส่วนใหญจ่ ะเกดิ ขน้ึ บริเวณใกลร้ อยต่อพเี อ็น ทาใหเ้ กิดสนามไฟฟา้ขึน้ สนามไฟฟ้านี้จะต้านทานการเคลื่อนท่ีของพาหะส่วนใหญข่ องสารกงึ่ ตัวนาทั้งสองไม่ให้เคลือ่ นท่ผี า่ นรอยต่อเรยี กสภาวะน้ีว่า สภาวะสมดลุ ในภาวะสมดุลท่ีรอยต่อสารก่ึงตัวนาชนิดซิลกิ อน จะมคี วามตา่ งศกั ย์ที่บริเวณปลอดพาหะประมาณ 0.6-0.7 V และสารก่ึงตัวนาชนิดเยอรมันเนีย่ ม จะมีความตา่ งศักย์ท่บี รเิ วณปลอดพาหะประมาณ0.2-0.3 V ศักย์ไฟฟา้ นจ้ี ะมคี า่ ลดลงเรื่อยๆ เมือ่ อุณหภมู ิสงู ขนึ้1.5.3 สัญลักษณข์ องไดโอดด้านหวั ลูกศร จะเปน็ ขา แอโนด (Anode) หรือขา A และอีกด้านหนง่ึ เปน็ ขาแคโถด (Cathod) หรอื ขา K ซง่ึ หวัลกู ศร จะแสดงทิศทางการไหลของกระแสโฮลจากขา แอโนดไปยงั ขาแคโถด (เม่ือได้รบั ไบอัสตรง ) แอโนด แคโถด A : Anode K :Cathode ภาพท่ี 1-13 สญั ลักษณข์ องไดโอด1.6 การไบอัสไดโอดการนาไดโอดไปใชง้ าน จะตอ้ งมีการจา่ ยไบอัสหรือจัดแรงดนั ไฟให้กบั ไดโอด เพอ่ื ให้ไดโอดนากระแสหรอื หยดุนากระแส ซึง่ การไบอัสไดโอดสามารถทาได้ 2 วธิ ี คือ การไบอสั ตรง (Forward Bias) กับการไบอสั กลับ (ReverseBias)1.6.1 การไบอสั ตรง (Forward Bias)คอื การจ่ายแรงดันไฟทม่ี ีศักย์บวกใหก้ บั สารก่ึงตวั นาชนดิ พหี รอื ขา แอโนด และจา่ ยแรงดันไฟที่มีศกั ยล์ บใหก้ บั สารกึง่ ตวั นาชนิดเอ็นหรอื ขาแคโถด ใบความรทู้ ี่ 1 หน่วยที่ 1

รหสั วิชา 2105-2005 ช่อื วิชา อุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนกิ ส์และวงจร 17 ชอ่ื หน่วยสารก่ึงตัวนาและไดโอด สอนคร้ังที่ 1ช่ือเรือ่ ง : สารกง่ึ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ช่วั โมง AK เวลา 2 ชั่วโมงIF ภาพท่ี 1-14 การจ่ายไบอสั ตรงใหก้ บั ไดโอดเม่ือไดโอดไดร้ ับไบอัสตรงไฟลบจะได้ผลักอิเลก็ ตรอนอิสระในสารชนิดเอน็ ใหเ้ คลื่อนท่ีได้ ในเวลาเดยี วกันไฟบวกท่ีจ่ายใหส้ ารชนิดพจี ะดงึ ดดู อิเล็กตรอนให้เคลอ่ื นท่เี ข้ามาหาและจะผลกั โฮลใหเ้ คลื่อนทไ่ี ปขา้ งหน้า อเิ ล็กตรอนจะเคล่ือนทผ่ี ่านสารชนดิ พเี ข้ากับศกั ย์ไฟบวกของแหล่งจ่าย และเคลือ่ นทผ่ี า่ นแหล่งจา่ ยไปยงั ขาแคโถดของสารชนดิเอน็ เกดิ กระแสไหลผา่ นไดโอดไดแ้ รงดันไบอัสตรงทจี่ า่ ยใหไ้ ดโอดจะตอ้ งจ่ายแรงดนั ไบอสั มากกว่าศักยไ์ ฟฟ้าทต่ี กครอ่ มรอยตอ่ ซึ่งคา่ แรงดันจะมากหรือนอ้ ยขึน้ อยู่กบั ชนดิ ของสารทีใ่ ชผ้ ลติ ไดโอด โดย ไดโอดทีผ่ ลิตจากสารเยอรมนั เน่ียมจะมแี รงดนั 0.2-0.3 V ส่วนไดโอดท่ีผลติ จากสารซลิ กิ อนจะมีแรงดัน 0.6-0.7 V ดังนนั้ การจา่ ยแรงดนัไบอัสตรงจะตอ้ งจ่ายใหม้ ากกวา่ ศกั ย์ไฟฟา้ ที่ตกคร่อมรอยตอ่ ซ่ึงเม่ือไดโอดเกดิ การนากระแสจะมแี รงดนั ตกคร่อมรอยตอ่ ของไดโอดเทา่ กบั 0.3 V ในไดโอดชนิดเยอรมันเนีย่ ม (Ge) และเท่ากบั 0.7 V ในไดโอดชนดิ ซิลิกอน (Si)1.6.2 การไบอัสกลบั (Reverse Bias)คอื การจ่ายแรงดันไฟฟา้ ใหก้ บั ไดโอดแบบกลบั ข้วั คอื จ่ายศกั ย์ไฟบวกให้สารชนดิ เอน็ หรือขาแคโถด (K) และจา่ ยศกั ย์ไฟลบให้สารชนดิ พหี รอื ขาอาโนด (A) KA IR = 0ภาพท่ี 1-15 การจา่ ยไบอัสกลับให้กบั ไดโอด หนว่ ยท่ี 1 ใบความรทู้ ี่ 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ชื่อวชิ า อุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนิกส์และวงจร 18 ชอ่ื หน่วยสารก่ึงตวั นาและไดโอด สอนครง้ั ท่ี 1ช่ือเรอ่ื ง : สารก่ึงตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ช่ัวโมง เวลา 2 ชวั่ โมงเม่ือไดโอดไดร้ ับไบอสั กลบั ศักย์ไฟบวกท่ีจา่ ยใหก้ ับขาแคโถดจะดึงดูดอิเลก็ ตรอนอิสระในสารกง่ึ ตวั นาชนิดเอน็ ให้เคลอื่ นตวั ออกหา่ งรอยต่อสว่ นศกั ย์ไฟลบทจ่ี ่ายให้กบั ขาแอโนด (A) จะดงึ ดูดโฮลจากสารกงึ่ ตัวนาชนิดพี ให้เคลอ่ื นตวัออกห่างรอยต่อเชน่ กันทาใหร้ อยต่อกว้างมากขน้ึ อเิ ล็กตรอนว่งิ ไม่ครบวงจรไมม่ กี ระแสไฟฟ้าไหลในตัวไดโอดแต่อาจจะมกี ระแสรั่วไหล (Leak Current) บางเลก็ น้อย โดยคา่ กระแสร่ัวไหลทีเ่ กดิ ขึ้นในไดโอดที่ผลติ จากสารเยอรมันเนย่ี มจะมากกว่าไดโอดทีผ่ ลิตจากสารซิลกิ อน1.7 ลักษณะสมบัติทางไฟฟา้ ของไดโอดไดโอดในอุดมคติจะมลี กั ษณะคล้ายกบั สวิทช์ทางไฟฟ้าคือเมอ่ื ใหไ้ บอัสแบบตรงจะเหมือนกบั สวิทช์ปดิ วงจร (ON) แต่ถา้ ให้ไบอัสกลับจะเหมอื นกับสวิทชเ์ ปดิ วงจร (OFF) ซ่งึ ไดโอดเม่อื ได้รบั ไบอสั ตรงจะมกี ระแสไหลผ่านไดโอดไดส้ งูและมีแรงดนั ตกครอ่ มไดโอดอยู่เลก็ นอ้ ยประมาณ 0.2-0.3 V หรือ 0.6-0.7 V (ข้นึ อยกู่ บั ชนดิ ของไดโอด)สว่ นขณะที่ไบอสั กลับจะมีกระแสไหลผา่ นนอ้ ยมากเพยี งไม่กไี่ มโครแอมป์ (A)เมอื่ จ่ายแรงดนั ไบอัสตรงใหก้ ับไดโอดจะเกดิ กระแสไหลผา่ นไดโอดไดใ้ นทศิ ทางจากสาร ก่งึ ตวั นาชนดิ พีไปยงั สาร กงึ่ตวั นาชนิดเอ็น (กระแสนิยม) เรยี กวา่ กระแสไบอสั ตรง โดยในชว่ งแรกไดโอดจะยงั ไม่นากระแสเพราะแรงดันไบอัสตรงยังไม่สามารถทาลายโพเทนเชยี่ ล (Potentialหรือศกั ย์ไฟตรง ท่ีรอยต่อ PN) ต้องให้แรงดันไฟฟา้ ไบอสั ตรงใหก้ ับไดโอดจนถงึ ค่าแรงดนั คัทอิน (Cutin Voltage) จงึ จะทาใหโ้ พเทนเชย่ี ลลดลง จนทาใหไ้ ดโอดนากระแสได้ เช่นเยอรมนั เนีย่ มไดโอดจะต้องให้แรงดนั คัทอินประมาณ 0.2-0.3 V และซลิ กิ อนไดโอด จะตอ้ งใหแ้ รงดันคทั อินประมาณ 0.6-0.7 V ดงั นน้ั ถา้ จ่ายแรงดันไบอัสตรงใหก้ บั ไดโอดมากกว่าแรงดนั คทั อินขนึ้ ไปไดโอดจะสามารถนากระแสได้ โดยมีกระแส IFไหลผา่ นไดโอดเม่อื จา่ ยแรงดนั ไบอสั กลับให้กับไดโอดจะไม่มีกระแสไหลในวงจรมเี พยี งกระแสรั่วไหลเล็กน้อยไหลผ่านไดโอด ซง่ึ มีจานวนนอ้ ยมากเป็นไมโครแอมป์ (A) เปรียบไดว้ า่ ไดโอดไม่มกี ระแสไหลผา่ นหรอื ไม่นากระแสแต่ถา้ เพ่มิ แรงดนัไบอสั กลับให้สงู มากขึน้ จนถึงแรงดันค่าหนึ่ง เรยี กว่าแรงดันพงั ทลาย (Breakdown Voltage) ซึง่ ไดโอดนากระแสได้ในสภาวะนจ้ี ะสง่ ผลให้รอยต่อ PN ของไดโอดจะทะลุและมีกระแสไหลผ่านรอยตอ่ จานวนมาก การใชง้ านโดยทั่วไปจะไม่จ่ายแรงดนั ไบอัสกลบั แก่ไดโอดเกินกวา่ คา่ แรงดนั พังทลายของไดโอดใบความรทู้ ่ี 1 หนว่ ยที่ 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ชื่อวิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนกิ ส์และวงจร 19 ช่อื หน่วยสารก่ึงตัวนาและไดโอด สอนครัง้ ที่ 1ชือ่ เรื่อง : สารก่ึงตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ช่วั โมง เวลา 2 ช่วั โมง ภาพที่ 1-16 กราฟคุณสมบตั ิของไดโอดท่ีมาของภาพ: https://wiki.stjohn.ac.th/groups/poly1/wiki/d24e0/_.html1.8 การวัดและทดสอบไดโอด1.8.1 การทดสอบไดโอดด้วยมลั ตมิ ิเตอรแ์ บบอนาล็อก สามารถทาไดโ้ ดยตั้งยา่ นวัดความตา้ นทาน R10เพอื่ วัดความต้านทานขณะไบอัสตรงโดยตอ่ ขวั้ ไฟบวกของมัลตมิ เิ ตอร์ (มเิ ตอร์ตระกลู Sanwa ขวั้ บวกจะจ่ายไฟลบและขั้วลบจะจ่ายไฟบวก )เขา้ กับขาแคโถดและต่อขั้วไฟลบเข้ากบั ขาอาโนด จะเห็นว่าเขม็ ของมัลตมิ ิเตอร์จะชี้ทีค่ ่าความตา้ นทานตา่ ประมาณ 70จากนั้นใหป้ รับย่านวัดความตา้ นทานไปที่ R10kเพอื่ วัดความต้านทานขณะไบอัสกลับโดยตอ่ ข้ัวของมัลตมิ ิเตอร์กลับจากเดมิ คือ ตอ่ ขั้วไฟบวกเข้ากับขาอาโนดและต่อขั้วไฟลบเข้ากับขาแคโถดเข็มของมลั ตมิ เิ ตอร์จะชท้ี ีค่ ่าความตา้ นทานสูงมากหรือค่าอนันต์ () (เข็มมิเตอร์ไม่กระดกิ )ในไดโอดชนิดซิลกิ อนและประมาณ 500 kในไดโอดชนดิ เยอรมนั เน่ยี มซึ่งไดโอดปกติ เมื่อวดั แล้ว เขม็ จะข้นึ 1 คร้งั และจะไม่ขึน้ 1 คร้ังใบความรูท้ ่ี 1 หนว่ ยท่ี 1

รหสั วิชา 2105-2005 ช่อื วชิ า อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์และวงจร 20 ชื่อหนว่ ยสารก่ึงตวั นาและไดโอด สอนครง้ั ท่ี 1ชอื่ เรือ่ ง : สารกึ่งตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ช่วั โมง เวลา 2 ชัว่ โมง ภาพที่ 1-17 การทดสอบไดโอดด้วยมลั ติมิเตอร์แบบอนาลอ็ ก1.8.2 การทดสอบไดโอดด้วยมลั ตมิ เิ ตอร์แบบดจิ ติ อลใหต้ งั้ ยา่ นวดั ไดโอด โดยวดั ข้ัวทั้งสองของไดโอดดว้ ยไบอัสตรง คือ ใหข้ ้วั ไฟลบ (มิเตอรด์ จิ ติ อล ขัว้ ไฟลบจะออกจากข้วั ลบของมเิ ตอร์) ของมเิ ตอร์ต่อกบั แคโถดและขั้วไฟบวกของมเิ ตอร์ตอ่ เข้ากับขา แอโนด มิเตอรจ์ ะแสดงคา่ แรงดนัตกคร่อมรอยต่อของไดโอด (แรงดนั คทั อนิ ) โดยแสดงคา่ แรงดนั ประมาณ 0.6-0.7 V ในไดโอดชนดิ ซลิ ิกอน และแสดงคา่ ประมาณ 0.2-0.3 V ในไดโอดชนิดเยอรมนั เน่ียมภาพท่ี 1-18 การทดสอบไดโอดดว้ ยมัลติมเิ ตอรแ์ บบดิจิตอลใบความรู้ที่ 1 หนว่ ยที่ 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ชอ่ื วชิ า อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์และวงจร 21 ชอ่ื หน่วยสารกึ่งตัวนาและไดโอด สอนครั้งท่ี 1ช่ือเรอื่ ง : สารกงึ่ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา 2 ชว่ั โมง1.8.3 การวัดหาข้ัวของไดโอด สว่ นใหญ่ บนตัวไดโอดจะมเี ครื่องหมายกากับไว้ เพอ่ื บอกว่าเป็นขาแคโถดหรอื แอโนดโดยถ้าหากแถบสีขาวบนตวั ถงั ของไดโอดสดี า หรอื แถบสีดาขาวบนตัวถงั ของไดโอดสขี าว คอ่ นไปทางขาใด ขาน้ัน คือ แคโถด (K) ส่วนขาทเ่ี หลือ คอื แอโนด (A) ภาพท่ี 1-19 รูปร่างและเครื่องหมายกากบั ข้ัวของไดโอด หากขัว้ หรือแถบเคร่ืองที่แสดงขาของไดโอดจางหายหรือไดโอดเกดิ การไหมห้ รอื ระเบดิ ทะลอุ ย่างรุนแรงจะส่งให้ไม่สามารถบอกถงึ ข้วั ของไดโอด ดงั นัน้ จงึ ต้องใช้มิเตอร์ เป็นเครอื่ งมือในการทดสอบ ข้นั ตอนในการทดสอบ เพอื่ หาขั้วของไดโอด (1) ปรับมลั ตมิ ิเตอรไ์ ปทีย่ า่ นความต้านทาน Rx10 (2) ปรบั ซโี รโ่ อหม์ (3) นาสายวดั แตะที่ขาของไดโอด โดยสายบวกของมัลติมเิ ตอร์แตะขาไดโอดข้างที่มีแถบสีเงินสว่ นสายลบของมิเตอรแ์ ตะขาไดโอดข้างทไี่ มม่ แี ถบผลการทดสอบถา้ หากเขม็ มิเตอรเ์ บ่ียงเบนไปทางขวาและอา่ นคา่ ไดป้ ระมาณ 7แสดงว่าขาที่ แตะกบั สายลบของมิเตอร์(สายลบของมิเตอรม์ ศี กั ย์บวก) คือ ขาแอโนด (A) และขาท่ีแตะกับสายบวกของมิเตอร์ (สายบวกของมเิ ตอรม์ ีศักยล์ บ) คือ ขาแคโถด (K)1.8.4 การเสียของไดโอดรูปแบบการเสียของไดโอด มี 3 กรณี คือ1) ไดโอดขาด (Open) หมายถงึ รอยต่อระหวา่ งสารก่งึ ตัวนาพีเอ็นเปิดออกจากกนั ทาใหไ้ ดโอดไมส่ ามารถนากระแสได้ทั้งกรณไี บอัสตรงและไบอสั กลบั (เข็มมิเตอรก์ ไ็ ม่กระดิกทงั้ 2 ครั้ง)2) ไดโอดลัดวงจรหรือช็อต (Short) หมายถงึ รอยต่อระหว่างสารก่ึงตวั นาพเี อน็ เกดิ การพังพลายเขา้ หากัน ไดโอดจะนากระแสทั้งกรณไี บอัสตรงและไบอสั กลับ (เข็มมเิ ตอรข์ ้ึนท้งั 2 ครงั้ )ใบความรู้ท่ี 1 หนว่ ยท่ี 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ช่ือวิชา อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนิกสแ์ ละวงจร 22 ชือ่ หนว่ ยสารกึ่งตัวนาและไดโอด สอนครงั้ ที่ 1ช่อื เรื่อง : สารก่ึงตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ชว่ั โมง เวลา 2 ชัว่ โมง3) ไดโอดร่ัวไหล (Leakage) หมายถึง การวัดไดโอดในลกั ษณะไบอสั กลบั โดยใช้คา่ แรงดันจากโอหม์ มเิ ตอร์ ซงึ่ มีค่าแรงดันต่ากวา่ แรงดนั พังทลายของไดโอดมีกระแสไหลแลว้ ไดโอดชนดิ เยอรมนั เนยี่ มเมอ่ื ถกู ไบอัสกลับจะมคี ่าความต้านทานประมาณ 400 k-500 kซงึ่ มีกระแสรวั่ ไหลมากกว่าไดโอดชนิดซิลิกอน โดยไดโอดชนดิ ซิลิคอนเม่อื ถกูไบอัสกลบั จะมีค่าความตา้ นทานเปน็ อนนั ต์ (เขม็ มิเตอรไ์ มก่ ระดกิ )บทสรุป อะตอม ประกอบดว้ ย นวิ เคลยี สทอ่ี ยเู่ ปน็ แกนกลางของอะตอม ซง่ึ ภายในนวิ เคลยี ส ประกอบดว้ ยโปรตรอน มีประจไุ ฟฟา้ เป็นบวก และนิวตรอน จะมีสภาวะเป็นกลาง และมีอิเลก็ ตรอนโคจรรอบๆ นิวเคลียส โดยมีจานวนอิเล็กตรอนในแตล่ ะวงโคจรไม่เท่ากนั วงโคจรทอ่ี ยนู่ อกสุด เรียกว่า วาเลนซเ์ ซลล์ อเิ ล็กตรอนมปี ระจไุ ฟฟา้เป็นลบ อเิ ลก็ ตรอนทอ่ี ยู่บนวงโคจรนอกสุด เรียกวา่ วาเลนซอ์ เิ ล็กตรอน จะมจี านวนได้ไม่เกนิ 8 ตวั ซึ่งจะบ่งบอกคุณสมบัติทางไฟฟ้าได้ 3 ชนดิ คือ ตวั นาไฟฟา้ ก่ึงตวั นาและฉนวนไฟฟ้า สารกง่ึ ตวั นาไฟฟา้ จะไมส่ ามารถนามาเป็นตวั นาไฟฟา้ ท่ดี ไี ดแ้ ละไมส่ ามารถนาไปเป็นฉนวนไฟฟา้ ท่ดี ีดว้ ยเช่นกัน แตส่ ามารถนาไปใชป้ ระโยชนเ์ ป็นอปุ กรณ์สารกึ่งตวั นาได้ โดยผา่ นกระบวนการโดป๊ สารหรอื การเจือปนเพื่อใหเ้ กิดสารก่ึงตัวนาตวั ใหม่ขน้ึ มา ได้แก่ สารกง่ึ ตัวนาชนดิ พแี ละสารกง่ึ ตัวนาชนดิ เอน็ ไดโอดเป็นอปุ กรณส์ ารกง่ึ ตวั นาท่ไี ดจ้ ากการนาสารกง่ึ ตวั นาชนดิ พแี ละสารกง่ึ ตวั นาชนดิ พมี าตอ่ ชนกนัไดโอดจะมีขาต่อใช้งาน 2 ขาคือขาแอโนดเป็นขาท่ีต่อกับสารก่งึ ตวั นาชนิดพกี ับขาแคโถดเปน็ ขาทตี่ ่อกับสารกง่ึ ตัวนาชนิดเอน็ วิธีการไบอสั ไดโอดมี 2 วิธคี อื การไบอัสตรงเป็นวิธที ที่ าใหไ้ ดโอดนากระแส และการไบอสั กลับเปน็ วธิ กี ารที่ไดโอดจะไม่นากระแสไมมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในวงจรแตจ่ ะมเี พยี งกระแสร่ัวไหล การวดั และตรวจสอบไดโอดสามารถทาไดโ้ ดยการใชโ้ อห์มมเิ ตอร์ ท้งั แบบอนาลอ็ กและดจิ ติ อล โดยตง้ัยา่ นวัด Rx10 วัดค่าความต้านทานของไดโอดถ้าหากคา่ ความต้านทานทีว่ ดั ไดม้ ีความตา้ นทานต่าหรือเข็มมเิ ตอร์1 ครงั้ และมีความต้านทานสูงหรอื เข็มมิเตอรไ์ มข่ ึน้ 1 คร้ังแสดงว่าไดโอดอย่ใู นสภาพปกติ การเสยี ของไดโอดมี3 กรณี คอื ลดั วงจรหรือชอ็ ตคา่ ความต้านทานของไดโอดจะตา่ หรอื เข็มมิเตอร์จะขึน้ ทงั้ 2 ครัง้ , ขาดค่าความตา้ นทานจะสูงหรือเขม็ มิเตอรไ์ ม่ขนึ้ ท้งั 2 ครั้งและถ้าหากคา่ ความตา้ นทานตา่ หรือเข็มมเิ ตอร์ข้นึ 1 ครง้ั และคา่ ความต้านทานค่อนข้างสูงหรอื เข็มมิเตอรข์ ้ึนเล็กน้อยแสดงวา่ ไดโอดรั่วแบบฝึกหัดท่ี 1 หนว่ ยท่ี 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ชอื่ วิชา อุปกรณอ์ ิเลก็ ทรอนกิ ส์และวงจร 23 ชอ่ื หนว่ ยสารกง่ึ ตัวนาและไดโอด สอนครง้ั ท่ี 1ชื่อเรือ่ ง : สารกง่ึ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา 30 นาทีตอนที่ 1จงทาเครอ่ื งหมายกากบาท () ลงบนตัวเลอื กทีถ่ กู ตอ้ ง1. สารกง่ึ ตัวนาชนดิ ใดนิยมนามาสรา้ งอปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์ก. เงิน ข. ซิลิกอน ค. ทองแดงง. คารบ์ อน2. สสารมีคณุ สมบตั ิทางไฟฟา้ กชี่ นิดก. 2 ชนิด ข. 3 ชนดิ ค. 4 ชนิด ง. 5 ชนิด3. วงจรโคจรชน้ั ท่ี 4 มีอิเลก็ ตรอนกตี่ วัก. 2 ตวั ข. 8 ตัว ค. 18 ตัว ง. 32 ตัว4. ธาตทุ ่มี ีอิเล็กตรอน จานวน 64 ตัว มชี ั้นวงโคจรกีช่ ้นัก. 3 ช้ัน ข. 4 ชั้น ค. 5 ชั้น ง. 6 ชนั้5. วาเลนซ์อิเล็กตรอน มไี ด้ไม่เกินกต่ี วัก. 2 ตวั ข. 8 ตัว ค. 18 ตวั ง. 32 ตวัแบบฝกึ หดั ท่ี 1 หน่วยที่ 1

รหสั วชิ า 2105-2005 ชือ่ วชิ า อุปกรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์และวงจร 24 ช่อื หนว่ ยสารกง่ึ ตวั นาและไดโอด สอนคร้งั ท่ี 1ชื่อเร่ือง : สารก่งึ ตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา 30 นาที6. เมอ่ื ไดโอดชนิดซลิ กิ อนนากระแส จะเกิดความตา่ งศักยก์ ี่โวลท์ ก. 0.3 V ข. 0.5 V ค. 0.7 V ง. 0.9 V7. ไดโอดมีโครงสร้างกีร่ อยตอ่ ก. 1 รอยตอ่ ข. 2 รอยตอ่ ค. 3 รอยตอ่ ง. 4 รอยตอ่8. การไบอัสไดโอดมกี ี่วิธี ก. 2 วิธี ข. 3 วิธี ค. 4 วธิ ี ง. 5 วธิ ี9. การเสยี ของไดโอดมีกก่ี รณี ก. 2 กรณี ข. 3 กรณี ค. 4 กรณี ง. 5 กรณี10. ดา้ นทมี่ ีแถบสขี าวบนตัวถังของไดโอดคอื ขาใด ก. เกต ข. เบส ค. แอโนด ง. แคโถดแบบฝกึ หัดที่ 1 หนว่ ยที่ 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ช่อื วชิ า อุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ สแ์ ละวงจร 25 ชอ่ื หน่วยสารกง่ึ ตัวนาและไดโอด สอนครง้ั ท่ี 1ชื่อเรอื่ ง : สารกง่ึ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา 30 นาทีตอนที่ 2 จงเตมิ คาลงในช่องว่างใหส้ มบรู ณ์1. สารกงึ่ ตัวนาชนิดเอน็ คอื ...............................................................................................................................2. สสารมคี ณุ สมบัติทางไฟฟา้ …………….. ชนิด คอื …………………………………………..……………………………….3. วงโคจรช้ันท่ี 3 มอี เิ ลก็ ตรอน …………… ตวั4. ธาตุทม่ี อี ิเลก็ ตรอน จานวน 72 ตัว มีชนั้ วงโคจร …………… ชน้ั5. วงโคจรทอี่ ยู่วงนอกสดุ เรียกวา่ ...............................................................……………..6. ไดโอดชนดิ เยอรมนั เนี่ยม ขณะนากระแส จะเกดิ ความตา่ งศักย์ ……………………. โวลท์7. ไดโอด มี ……. ขา คือ ……………………………………………………………….…………………..8. ไดโอดมีรอยต่อ …………………. รอยตอ่9. จดุ ท่ีทาให้ไดโอดพงั เสียหาย เรียกวา่ ……………………………………………………………….10. การไบอัสแบบ ……………………………. จะทาให้ไดโอดนากระแสเฉลยแบบฝกึ หดั ท่ี 1 หนว่ ยท่ี 1

รหสั วชิ า 2105-2005 ชือ่ วชิ า อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนิกสแ์ ละวงจร 26 ช่อื หน่วยสารกึ่งตัวนาและไดโอด สอนคร้งั ท่ี 1ชื่อเรื่อง : สารกง่ึ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา 30 นาที เฉลยคาตอบ ตอนท่ี 1 ข้อที่ ขอ้ ทถ่ี กู ตอ้ ง 1ข 2ข 3ง 4ค 5ข 6ค 7ก 8ก 9ข 10 ง ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเตม็ 10 คะแนน เฉลยคาตอบ ตอนท่ี 21. สารกงึ่ ตัวนาชนดิ เอน็ คือ สารกงึ่ ตัวนาบริสทุ ธิ์ มาเติมสารเจอื ปนท่ีมวี าเลนซอ์ ิเล็กตรอน 5 ตัว2. สสารมีคุณสมบตั ิทางไฟฟ้า3ชนดิ คือ ตวั นาไฟฟา้ , กง่ึ ตัวนาไฟฟ้า และฉนวนไฟฟ้า3. วงโคจรชนั้ ที่ 3 มอี ิเลก็ ตรอน 18ตัว4. ธาตทุ ีม่ อี เิ ลก็ ตรอน จานวน 72 ตัว มชี นั้ วงโคจร 6ชั้น5. วงโคจรท่ีอยวู่ งนอกสุด เรียกว่า วาเลนซ์เซลล์6. ไดโอดชนิดเยอรมนั เนี่ยม ขณะนากระแส จะเกิดความต่างศักย์ 0.3โวลท์7. ไดโอด มี 2ขา คอื ขาแอโนด กับ แคโถด8. ไดโอดมรี อยตอ่ 1รอยต่อ9. จดุ ที่ทาใหไ้ ดโอดพงั เสยี หาย เรียกว่าเบรกดาวนโ์ วลเตจ10. การไบอัสแบบ ตรงจะทาให้ไดโอดนากระแส ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเตม็ 10 คะแนนใบงานที่ 1 หน่วยท่ี 1

รหสั วิชา 2105-2005 ชอื่ วชิ า อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนกิ ส์และวงจร 27 ชอ่ื หนว่ ยสารก่งึ ตัวนาและไดโอด สอนครัง้ ที่ 1ช่อื งาน: การวัดและทดสอบคุณสมบตั ขิ องไดโอด เวลารวม 5 ช่ัวโมง เวลา 3ช่วั โมงจุดประสงคเ์ ชิงพฤติกรรม1. ประกอบวงจรไดโอดไดถ้ ูกตอ้ ง2. วัดและทดสอบไดโอดได้ถูกต้อง3. ใชม้ ัลติมเิ ตอร์วดั ตรวจสอบสภาพของไดโอดได้ถกู ตอ้ ง 4. อ่านพารามเิ ตอร์ของไดโอดจากคมู่ อื ECG ไดถ้ กู ต้องเคร่ืองมือและอปุ กรณ์ จานวน 1 ตัว จานวน 1 ตวั 1. ไดโอด เบอร์ 1N4001 2. ไดโอด เบอร์ 1N4007 จานวน 1 ตวั 3. ไดโอด เบอร์ 1N4148 จานวน 1 ตวั 4. ตัวตา้ นทาน 22k 5. มัลติมเิ ตอร์ จานวน 1 เคร่อื ง 6. สายตอ่ วงจร จานวน 10 เสน้ 7. เพาเวอรซ์ พั พลาย 0-30 V จานวน 1 เครือ่ งทฤษฎีที่เกี่ยวขอ้ งการไบอัสไดโอด เป็นการจา่ ยไบอัสหรอื จัดแรงดันไฟใหก้ บั ไดโอด เพื่อให้ไดโอดนากระแสหรอื หยดุ นากระแส ซง่ึ การไบอัสไดโอดสามารถทาได้ 2 วธิ ี คอื 1) การไบอสั ตรง (Forword Bias) เปน็ การจ่ายแรงดนั ไฟทม่ี ีศกั ย์บวกให้กบั ขา แอโนด (A)และจา่ ยแรงดันไฟทมี่ ีศักย์ลบใหก้ ับขาแคโถด(K)2) การไบอสั กลับ (Reverse Bias) เป็นการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กบั ไดโอดแบบกลับข้วั โดยจ่ายศกั ยไ์ ฟบวกให้ขาแคโถด (K) และจ่ายศกั ย์ไฟลบให้ขาแอโนด (A)การทดสอบไดโอดสามารถวัดด้วยมลั ตมิ ิเตอร์แบบอนาล็อกโดยตง้ั ย่านวดั ความต้านทาน R10 ขณะวดั ความตา้ นทานเม่ือไบอัสตรง เขม็ ของมัลตมิ เิ ตอร์จะช้ที ีค่ า่ ความตา้ นทานต่าประมาณ 60-70และสามารถวัดด้วยมลั ติมเิ ตอร์แบบดจิ ติ อลโดยตั้งยา่ นวัดไดโอด ขณะไบอสั ตรง มิเตอร์จะแสดงค่าแรงดนั ตกคร่อมไดโอด (แรงดนั คทั อิน )ประมาณ 0.6 V ในไดโอดชนดิ ซลิ กิ อน และประมาณ 0.2 V ในไดโอดชนดิ เยอรมันเน่ยี มการเสยี ของไดโอดมี 3 กรณี ได้แก่1)ขาด (Open) หมายถึงรอยตอ่ ระหวา่ งสารพีเอ็นเปิดออกจากกันทาใหไ้ ดโอดไม่สามารถนากระแสทงั้ กรณีไบอัสตรงและไบอสั กลับ (เขม็ มิเตอร์กไ็ มก่ ระดกิ ทั้ง 2 ครง้ั )2) ลดั วงจรหรือช็อต (Short) หมายถึง รอยต่อระหวา่ งสารพีเอ็นเกดิ การพงั พลายเข้าหากนั ไดโอดจะนากระแสทั้งกรณไี บอัสตรงและไบอัสกลับ (เขม็ มิเตอรข์ ้ึนท้ัง 2 ครัง้ ) ใบงานที่ 1 หนว่ ยท่ี 1

รหัสวิชา 2105-2005 ชอ่ื วชิ า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร 28 ชือ่ หน่วยสารก่ึงตัวนาและไดโอด สอนคร้ังที่ 1ชือ่ งาน : การวดั และทดสอบคุณสมบตั ขิ องไดโอด เวลารวม 5 ชวั่ โมง เวลา 3ชวั่ โมง3) รั่วไหล (Leakage) หมายถึงการวดั ไดโอดในลกั ษณะไบอัสกลับ โดยใช้ค่าแรงดันจากโอห์มมเิ ตอร์ ซึง่ มีค่าแรงดนัตา่ กวา่ แรงดนั พังทลายของไดโอดมกี ระแสไหลไดโอดชนิดเยอรมันเนยี่ มเมอื่ ถูกไบอสั กลับจะมคี า่ ความตา้ นทานประมาณ 400 k-500 kซึ่งมีกระแสร่ัวไหลมากกวา่ ไดโอดชนิดซิลิกอน โดยไดโอดชนดิ ซิลกิ อนเม่อื ถูกไบอสั กลับจะมคี ่าความต้านทานเป็นอนนั ต์ (เข็มมิเตอร์ไมก่ ระดกิ )การอ่านคู่มือและแปลพารามิเตอรข์ องไดโอดคณุ สมบัติทางไฟฟา้ ทส่ี าคัญของไดโอด คอื1) อตั ราทนกระแสคอื กระแสสงู สุดทไ่ี หลผา่ นไดโอดได้ซึ่งไดโอดแตล่ ะตวั จะมีค่าทนตอ่ กระแสไมเ่ ทา่ กันหากการใช้งานท่ที าให้กระแสไหลผา่ นไดโอดเกินจากค่าท่ีระบุจะทาใหไ้ ดโอดรอ้ นไหม้ ซอ็ ตและเกิดความเสียหายได้เช่น ไดโอดเบอร์ 1N4001 ทนกระแสได้ 1A ซงึ่ หากการตอ่ ใชง้ าน ถา้ โหลดท่ีต่ออยูด่ งึ หรือกนิ กระแสเกิน1A จะทาใหไ้ ดโอดรอ้ นไหม้ ซ็อตและเกิดความเสยี หายได้เชน่ กนั ฉะนน้ั จะต้องระวังในการตรวจเปล่ียนไดโอด2) อตั ราคา่ ทนแรงดนั คือแรงดันสูงสุดย้อนกลับทที่ าให้ไดโอดเสียหายหรอื ทีเ่ รยี กกนั ว่า แรงดันพังฉะนน้ั จะตอ้ งระวังในการตรวจเปลี่ยนไดโอด (ทางทดี่ คี วรใช้เบอร์เดิม)3) ยา่ นความถใี่ ชง้ าน จะแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท คอื การใช้งานกบั ด้านความถี่ตา่ และความถ่สี ูง เพื่อให้ทราบรายละเอียดการใช้งานท่แี น่นอนควรเปดิ คู่มอื ECG หรอื เทยี บเบอร์ไดโอดดูอยา่ งละเอียดรายละเอียดเกี่ยวกบั ไดโอดไดโอดโดยท่วั ไป จะบอกรายละเอยี ดวา่ สามารถรบั กระแสและแรงดนั ไดม้ ากนอ้ ยตา่ งกนั เบอร์ แรงดนั (V) กระแส (A) 1N4001 50 1 1N4002 100 1 1N4004 400 1 1N4007 1000 1 1N5402 200 3 1N5406 600 3ตวั อย่างเช่นไดโอด เบอร์ 1N4002 สามารถทนแรงดันได้ 100V และกระแสได้ 1Aไดโอด เบอร์ 1N5406 สามารถทนแรงดนั ได้ 600V และกระแสได้ 3A ใบงานที่ 1 หน่วยท่ี 1

รหสั วชิ า 2105-2005 ชอ่ื วิชา อุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนิกสแ์ ละวงจร 29 ช่ือหน่วยสารก่ึงตวั นาและไดโอด สอนครัง้ ที่ 1ช่อื งาน : การวดั และทดสอบคุณสมบัติของไดโอด เวลารวม 5 ชว่ั โมง เวลา 3ชว่ั โมงขอ้ มูลในคมู่ ือ ECG มี 3 สว่ นใหญ่ๆ คอื1) สว่ นหนา้ จะแสดงขอ้ มลู รายละเอยี ดเบอื้ งต้นของอปุ กรณ์ ( Product Index) ประกอบด้วย หมายเลข ECG เลขหนา้ ของคู่มอื ECG ทแ่ี สดงข้อมลู อย่างละเอยี ดของอปุ กรณ์ รวมทัง้ ตวั ถงั หรอื รปู รา่ งของอุปกรณ์2) ส่วนกลาง จะแสดงขอ้ มลู อยา่ งละเอยี ดของอุปกรณ์ ท่ปี ระกอบด้วย รูปรา่ ง วงจร คณุ สมบตั ทิ างไฟฟา้ ขาใชง้ านต่างๆ3) ส่วนหลัง จะแสดงขอ้ มูลเบอรข์ องอปุ กรณอ์ ิเล็กทรอนกิ สต์ ่างๆ โดยเรยี งตามตวั อกั ษรภาษาอังกฤษ จาก A ถึง Zและเรยี งจากเลขน้อยไปหามากขน้ั ตอนการหาข้อมลู ของไดโอดด้วยค่มู อื ECG1) เปดิ ข้อมูลสว่ นหลัง โดยดเู บอร์ของอปุ กรณ์ เพอ่ื หาหมายเลขของ ECG2) เปดิ ข้อมูลสว่ นหนา้ เพื่อดูรายละเอียดเบอื้ งตน้ รวมทง้ั เลขหน้าของค่มู อื ECG เพอื่ เปิดดขู ้อมูลอยา่ งละเอยี ดของอุปกรณ์3) เปิดข้อมลู ส่วนกลาง เพ่อื ดูขอ้ มูลอยา่ งละเอียดของอุปกรณ์ลาดบั ข้นั การทดลอง1. นาไดโอดเบอร์ใดเบอร์หน่งึ จานวน 1 ตวั เพอื่ ทาการวดั และทดสอบบันทึกเบอร์ของไดโอดลงใน ตารางบันทึกผลการทดลองที่ 1-1 รูปที่ 1-1 รูปร่างไดโอด2. ต้งั มลั ติมิเตอร์ไปทยี่ ่านวดั Rx10 ทาการปรับปุม่ Zero Adjใหเ้ ขม็ ของมัลติมิเตอร์อยใู่ นตาแหน่ง ศนู ย์โอหม์( 0)เพ่ือความเที่ยงตรงของการวดัใบงานที่ 1 หนว่ ยท่ี 1

รหัสวิชา 2105-2005 ชอื่ วชิ า อุปกรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์และวงจร 30 ชือ่ หนว่ ยสารกึ่งตวั นาและไดโอด สอนครงั้ ที่ 1ชอ่ื งาน : การวดั และทดสอบคณุ สมบัตขิ องไดโอด เวลารวม 5 ชัว่ โมง เวลา 3ชวั่ โมง รปู ที่ 1-2 การต้งั ย่านวดั ของมลั ตมิ ิเตอร์3. ทาการวัดความต้านทานของไดโอดขณะได้รบั ไบอสั แบบตรง ( Forward Bias) โดยใหส้ ายวัดสีแดงแตะทข่ี าแคโถด (K) และสายวัดสีดาแตะท่ขี าอาโนด บนั ทกึ คา่ ความต้านทานลงใน ตารางบันทกึ ผลการทดลองท่ี 1-1 รปู ที่ 1-3 แสดงการวดั ไดโอด ขณะไบอสั แบบตรง4. ตัง้ มัลติมเิ ตอร์ไปทยี่ า่ นวัด Rx10kทาการปรับปมุ่ Zero Adjให้เข็มของมลั ตมิ ิเตอรอ์ ยู่ในตาแหนง่ ศนู ย์โอหม์( 0 )เพ่ือความเทยี่ งตรงของการวดั5. สลบั สายวัดของมัลติมิเตอร์หรือสลบั ขาของไดโอด เพอ่ื ทาการวดั ความตา้ นทานของไดโอดขณะไดร้ บั ไบอสั แบบกลบั (Reverse Bias) โดยให้สายวัดสดี าแตะท่ขี าแคโถด (K) และสายวัดสีแดงแตะท่ีขา แอโนด (A) บันทึกคา่ ความตา้ นทานลงในตารางบันทึกผลการทดลองท่ี 1-1ใบงานที่ 1 หน่วยท่ี 1

รหสั วชิ า 2105-2005 ชื่อวชิ า อุปกรณ์อิเล็กทรอนกิ สแ์ ละวงจร 31 ชอ่ื หน่วยสารกง่ึ ตวั นาและไดโอด สอนครั้งที่ 1ชื่องาน : การวัดและทดสอบคณุ สมบัตขิ องไดโอด เวลารวม 5 ชัว่ โมง เวลา 3ช่ัวโมง รูปที่ 1-4 การวัดไดโอดขณะไดร้ ับไบอัสแบบกลบั6. ทาการทดลองซ้าตามข้อ 1 ถึง ข้อ 5จนทาการวดั ความตา้ นทานของไดโอดครบทุกตวัตารางบนั ทกึ ผลการทดลองที่ 1-1 ค่าความตา้ นทานของไดโอดเบอรข์ องไดโอด ขณะไบอสั ตรง ขณะไบอสั กลบั สภาพของไดโอด (Forward Bias) (Reverse Bias) 7. ตอ่ วงจรตามรปู ท่ี 1-5 โดยป้อนแรงดัน 4.5 V ทาการวดั แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน (VR), วัดแรงดนัตกครอ่ มไดโอด(VD)และวัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผา่ นในวงจร (IT)บนั ทึกค่าลงในตารางบันทึกผลการทดลองท่ี 1-2 ใบงานที่ 1 หนว่ ยที่ 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ช่ือวิชา อุปกรณอ์ ิเลก็ ทรอนิกส์และวงจร 32 ช่ือหนว่ ยสารกงึ่ ตัวนาและไดโอด สอนครั้งที่ 1ชอื่ งาน : การวดั และทดสอบคุณสมบตั ิของไดโอด เวลารวม 5 ช่วั โมง เวลา 3ช่วั โมงข้อควรระวัง การจา่ ยไฟให้กับวงจร ควรสังเกตข้ัวของแหลง่ จ่ายให้ถกู ตอ้ ง VR A 1N4001 KVR IF A 22k รปู ท่ี 1-5 วงจรไดโอดขณะไบอสั ตรง 8. ทาการปรบั ค่าแรงดันเปน็ 6V และ 9 V ตามลาดบั แล้วทาการวดั แรงดนั ตกคร่อมตัวตา้ นทาน (VR),แรงดันตกครอ่ มไดโอด(VD) และวดั กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านในวงจร(IT) บนั ทกึ คา่ ลงในตารางบนั ทึกผลการทดลองท่ี1-2 9. ต่อวงจรตามรปู ท่ี 1-6 โดยป้อนแรงดัน 4.5 V ทาการวดั แรงดนั ตกคร่อมตวั ตา้ นทาน (VR), แรงดันตกครอ่ มไดโอด(VD) และวดั กระแสไฟฟ้าที่ไหลผา่ นในวงจร(IT) บนั ทึกคา่ ลงในตารางบนั ทกึ ผลการทดลองท่ี 1-2 VR A 1N4001 KVR IR A 22k รูปที่ 1-6 วงจรไดโอดขณะไบอสั กลับ 10. ปรับค่าแรงดนั เป็น 6V และ 9V แล้ววดั แรงดนั ตกครอ่ มตัวต้านทาน แรงดันตกครอ่ มไดโอดและวัดกระแสไฟฟา้ ที่ไหลผ่านในวงจร บนั ทกึ ค่าลงในตารางบันทึกผลการทดลองท่ี 1-2 ใบงานท่ี 1 หนว่ ยที่ 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ชอ่ื วิชา อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์และวงจร 33 ชอ่ื หนว่ ยสารก่งึ ตัวนาและไดโอด สอนครงั้ ท่ี 1ช่ืองาน : การวัดและทดสอบคุณสมบตั ขิ องไดโอด เวลารวม 5 ชว่ั โมง เวลา 3ช่วั โมงตารางบนั ทึกผลการทดลองที่ 1-2 แรงดนั ตกคร่อม กระแสไฟฟา้ ลักษณะการไบอสั E=4.5V E=6V E=9V E=4.5V E=6V E=9V ไบอัสตรง (Forward Bias) VR VD VR VD VR VD ID ID ID ไบอัสกลบั (Reverse Bias)11. นาไดโอด เบอร์ใดเบอร์หนึ่ง จานวน 1 ตวั ทาการบนั ทกึ เบอร์และวาดรปู ร่างของไดโอด ลงในตารางบันทึกผลการทดลองที่ 1-312. ทาการเปดิ คู่มอื ECG เพอื่ หารายละเอยี ดเก่ยี วกับไดโอด บันทึกผลการอ่านคู่มอื ลงในตารางบันทกึ ผลการทดลองที่ 1-313. ทาการทดลองซ้าตามขอ้ 11ถึง ขอ้ 12จนไดข้ อ้ มูลของไดโอดครบทกุ ตัวตารางบนั ทกึ ผลการทดลองท่ี 1-3 รปู รา่ งของไดโอด รายละเอยี ดเกย่ี วกบั ไดโอด เบอร์ไดโอด PRVMAX ID MAX VF MAX ใบงานท่ี 1 หนว่ ยท่ี 1

รหสั วชิ า 2105-2005 ชื่อวิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนกิ สแ์ ละวงจร 34 ชอื่ หน่วยสารกง่ึ ตวั นาและไดโอด สอนคร้ังท่ี 1ชื่องาน : การวดั และทดสอบคุณสมบัติของไดโอด เวลารวม 5 ชวั่ โมง เวลา 3ชว่ั โมงคาถามหลงั การทดลอง1. ถ้าหากไดโอดอยูใ่ นสภาพปกติ ผลการวดั โดยใช้มัลติมิเตอรแ์ บบอนาล็อกเปน็ อยา่ งไร ….……………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………..2. เมื่อจ่ายไบอัสแบบกลับใหก้ บั ไดโอด กระแสไฟฟ้า มคี า่ เท่ากบั ....................................................... 3. แรงดนั ตกครอ่ มไดโอด มคี ่าเทา่ กันหรือไม่ เมื่อจ่ายแรงดันแตกต่างกนั ขณะไบอัสแบบตรง ...........………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………..4. ไดโอด เบอร์ 1N4148 มคี ่าแรงดนั สูงสดุ ย้อนกลบั เท่ากบั ..............................................................สรุปผลการทดลอง........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................แบบประเมนิ ผลการปฏบิ ตั งิ านใบงานท่ี 1 หนว่ ยท่ี 1

รหสั วชิ า 2105-2005 ช่ือวชิ า อุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ สแ์ ละวงจร 35 ชือ่ หน่วยสารก่งึ ตวั นาและไดโอด สอนครง้ั ท่ี 1ชอ่ื งาน : การวัดและทดสอบคุณสมบัตขิ องไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา 3ชั่วโมงลาดับที่ หวั ขอ้ ประเมิน คะแนนเต็ม คะแนนทไ่ี ด้1. กระบวนการปฏบิ ัตงิ าน 5 1.1 การเตรยี มวสั ดุอปุ กรณ์ 1 1.2 การใชว้ ัสดอุ ุปกรณ์ 1 1.3 การใช้เครื่องมอื 1 1.4 ความปลอดภัยในการปฏบิ ตั ิงาน 1 1.5 การปฏิบตั ิงานตามขน้ั ตอน 12. คุณภาพของผลงาน 10 2.1 ความถกู ต้องของการต่อวงจร 2 2.2 การบันทกึ คา่ จากการทดลอง 2 2.3 การตอบคาถามทา้ ยการทดลอง 2 2.4 การสรปุ ผลการทดลอง 2 2.5 ความสะอาดเรยี บรอ้ ยของงาน 23. กจิ นสิ ยั การปฏบิ ตั งิ าน 5 3.1 การตรงต่อเวลา 1 3.2 ความต้ังใจในการปฏบิ ัตงิ าน 1 3.3 ความประณตี ในการปฏบิ ตั ิงาน 1 3.4 ความสามัคคใี นการปฏิบตั ิงาน 1 3.5 ความเรียบร้อยหลงั การปฏิบตั งิ าน 1 20 รวมคะแนนแบบทดสอบหลังเรียน หน่วยที่ 1

รหัสวชิ า 2105-2005 ชอื่ วิชา อุปกรณอ์ ิเลก็ ทรอนกิ ส์และวงจร 36 ช่ือหนว่ ยสารก่งึ ตัวนาและไดโอด สอนครงั้ ท่ี 1ช่ือเรือ่ ง : สารกง่ึ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา 20 นาทีคาสงั่ จงทาเคร่ืองหมายกากบาท () ลงบนตวั เลือกทีถ่ ูกต้อง1. โครงสร้างของอะตอมประกอบด้วยอะไร ก. อเิ ลก็ ตรอนกับนวิ เคลยี ส ข. นวิ ตรอนกบั อิเล็กตรอน ค. นวิ เคลียสกับโปรตอน ง. โปรตอนกบั นิวตรอน2. วงโคจรช้ันที่ 4 มีอิเล็กตรอนก่ีตวั ก. 32 ตวั ข. 18 ตัว ค. 8 ตวั ง. 2 ตัว3. สสารทมี่ ีวาเลนซ์อเิ ล็กตรอน 3 ตวั มคี ุณสมบตั ิทางไฟฟ้าขอ้ ใด ก. เปน็ กลาง ข. กึง่ ตัวนา ค. ฉนวน ง. ตวั นา4. สารกึ่งตวั นาบรสิ ทุ ธผิ์ สมกับสารท่ีมีวาเลนซ์อิเลก็ ตรอน 5 ตัว คอื สารก่งึ ตัวนาชนดิ ใดก. สารกงึ่ ตัวนาไม่บริสุทธ์ิข. สารก่ึงตวั นาชนิดเอน็ค. สารก่งึ ตวั นาชนิดพีง. สารก่ึงตวั นาพเิ ศษ5. โครงสรา้ งของไดโอดประกอบดว้ ยอะไรก.สารกึง่ ตัวนาบริสุทธกิ์ บั สารกงึ่ ตวั นาไม่บริสทุ ธิ์ข. สารก่งึ ตวั นาชนดิ พกี ับสารก่งึ ตวั นาชนิดเอ็นค. สารซลิ ิกอนกับสารกงึ่ ตวั นาไม่บริสุทธิ์ง. สารเยอรมนั เนยี่ มกับสารซิลกิ อนแบบทดสอบหลังเรียน หน่วยท่ี 1

รหสั วชิ า 2105-2005 ช่อื วิชา อุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนิกส์และวงจร 37 ชอื่ หน่วยสารกง่ึ ตวั นาและไดโอด สอนครั้งที่ 1ชอ่ื เร่ือง : สารก่งึ ตัวนาและไดโอด เวลารวม 5 ชัว่ โมง เวลา 20 นาที6. ขอ้ ใดคอื สัญลกั ษณข์ องไดโอดก. ข.ค.ง.7. ไดโอดจะนากระแสได้ ต้องไบอัสแบบใดก. ฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั ข. รเี วิร์สไบอสั ค.เซล์ฟไบอสัง. ฟิกสไ์ บอัส8. จุดทท่ี าให้ไดโอดนากระแส เรียกว่าอะไรก. เบรกโอเวอรโ์ วลเตจ ข. เบรกดาวนโ์ วลเตจค. คทั โอเวอร์ง. คทั อนิ9. การทดสอบไดโอดด้วยมเิ ตอร์แบบอนาล็อก จะต้องต้ังย่านวดั ใดก. Rx100kข. RX10kค. Rx100ง. Rx1010. การวดั ทดสอบไดโอด จานวน 2 ครั้ง คร้งั ที่ 1 เข็มมเิ ตอร์ขึน้ ครงั้ ท่ี 2 ทาการสลบั สายวัดปรากฏว่า เข็มมเิ ตอร์ข้นึ อกี คร้ัง แสดงวา่ ไดโอดมีสภาพเปน็ อย่างไรก. ช็อตข. ปกติค. ขาดง. รวั่เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน หนว่ ยที่ 1

รหัสวิชา 2105-2005 ชอ่ื วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกสแ์ ละวงจร 38 ช่ือหน่วยสารก่ึงตัวนาและไดโอด สอนครง้ั ที่ 1ชือ่ เรื่อง : สารก่ึงตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา20 นาที เฉลยคาตอบข้อที่ ขอ้ ที่ถกู ต้อง 1ก 2ก 3ง 4ข 5ข 6ข 7ก 8ง 9ง10 ก ขอ้ ละ 1 คะแนน คะแนนเตม็ 10 คะแนนแบบประเมินคณุ ธรรมจริยธรรมและคุณลกั ษณะทพี่ ึงประสงค์ หน่วยที่ 1

รหสั วิชา 2105-2005 ชื่อวชิ า อุปกรณอ์ ิเล็กทรอนกิ สแ์ ละวงจร 39 ชือ่ หนว่ ยสารกง่ึ ตวั นาและไดโอด สอนคร้ังท่ี 1ชื่อเรื่อง : สารกง่ึ ตวั นาและไดโอด เวลารวม 5 ชั่วโมง เวลา20 นาทีแบบสงั เกตพฤติกรรมผู้เรยี น (ดา้ นคุณธรรม-จริยธรรม และคุณลกั ษณะทพี่ งึ ประสงค์) รายการท่ีประเมินการแ ่ตงกายตามระเบียบ การตรง ่ตอเวลา ความ ัรบ ิผดชอบ ความขยัน/ความ ั้ตงใจ ีมมนุษย์สัมพันธ์ ความซื่อสัตย์ ความประ ีณต ความสา ัมค ีค คะแนนรวม ช่อื -สกุลท่ี หมายเหตุ คะแนน 2 1 1 2 1 1 1 1 1012345678910เอกสารอ้างองิ

40“คณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้าของไดโอด”.ม.ป.ป.. [ระบบออนไลน]์ .แหล่งท่มี าhttps://wiki.stjohn.ac.th/groups/poly1/wiki/d24e0/_.html. สืบคน้ เม่ือ 14 กนั ยายน 2558.“ไดโอดชนิดจุดสมั ผัส”.ม.ป.ป.. [ระบบออนไลน]์ .แหล่งทม่ี าhttp://en.academic.ru/dic.nsf/enwiki/146981.สืบคน้ เม่อื 14 กนั ยายน 2558.“ตารางธาตุ”.ม.ป.ป.. [ระบบออนไลน]์ .แหล่งทม่ี าhttps://shawaphon.files.wordpress.com/2011/08/e0b895e0b8b2e0b8a3e0b8b2e0b887e0b898e0b8b2e0b895e0b8b8-f1.jpg. สืบค้น เมื่อ 12 สงิ หาคม2558.ธนกรครี พี ทิ ักษ์. 2537. สารกึง่ ตัวนาและวงจร.ปทมุ ธานี :สกายบุ๊ค.พทุ ธารกั ษ์ แสงกง่ิ . ม.ป.ป.. อปุ กรณ์อิเล็กทรอนกิ ส์. กรุงเทพฯ : สานกั พิมพศ์ ูนยส์ ่งเสรมิ อาชวี ะ.พันธศ์ ักดิพ์ ุฒมิ านติ พงศ.์ ม.ป.ป.. ทฤษฎีอเิ ลก็ ทรอนกิ สเ์ บอ้ื งต้น. กรงุ เทพฯ : สานักพมิ พ์ศูนย์ส่งเสริมวิชาการ._______. 2557. อุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนกิ สแ์ ละวงจร.กรงุ เทพฯ :สานักพิมพ์ศนู ยส์ ง่ เสรมิ วชิ าการ.ไวพจนศ์ รธี ญั . 2546. อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์. กรุงเทพฯ : สานกั พิมพ์วังอักษร.