วันจันทร์ที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2554

ทรานซิสเตอร์ (Transistor)

 ทรานซิสเตอร์ (Transistor)
1. ประวัติความเป็นมาของทรานซิสเตอร์
                ในช่วงเวลาก่อนปี พ.. 2490  ประมาณ 40 ปี หลอดสุญญากาศเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีการพัฒนาและนำมาใช้งานมากที่สุด การใช้งานหลอดสุญญากาศมีปัญหาในการใช้งานมากเช่น กำลังไฟฟ้าสูญเสียมาก มีขนาดใหญ่ ชำรุดง่าย  กรรมวิธีผลิตยุ่งยาก เป็นต้น  เมื่อความต้องการใช้งานมากขึ้นหลอดสุญญากาศยิ่งมีปัญหามากขึ้น จึงได้มีผู้คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์มาใช้งานแทนหลอดสุญญากาศ
                        ในปลายปี พ.. 2490 บริษัทเบลล์เทเลโฟนจำกัด (Bell Telephone  CO.,LTD.) โดย จอห์น บาร์ดีน (John Bardeen) วิลเลียม  แบรดฟอร์  ช็อคเลย์ (William  Bradford Shockly) และวอลเตอร์ ฮอร์ส  แบรทเทน (Walter House  Bratain) ได้ทดลองวงจรขยายด้วยทรานซิสเตอร์ตัวแรกที่ห้องทดลองของบริษัทเบลล์เทเลโฟนเป็นสำเร็จ ทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำเมื่อเปรียบเทียบกับหลอดสุญญากาศก็คือ มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ไม่ต้องมีตัวให้ความร้อน มีโครงสร้างแข็งแรงทนทาน กำลังไฟฟ้าสูญเสียน้อย ประสิทธิภาพสูง สามารถทำงานได้ทันทีเมื่อจ่ายไฟให้
                ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดัคเตอร์ชนิดไบโพล่าร์ ซึ่งความหมายของไบโพล่าร์คือ อุปกรณ์หลายขั้วต่อ ทรานซิสเตอร์ได้จากการนำเอาสารกึ่งตัวนำชนิดพีและชนิดเอ็นมาต่อเรียงกัน

2. ชนิดของทรานซิสเตอร์

ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode)

ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode)

1. โครงสร้างและสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด

                ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode) เป็นไดโอดชนิดพิเศษที่สร้างขึ้นมาเพื่อทำหน้าที่รักษาแรงดันให้คงที่ มีโครงสร้างเหมือนไดโอดธรรมดาทั่วๆ ไป แต่ไดโอดธรรมดาทั่วไปเมื่อทำการไบอัสกลับจนถึงค่าแรงดันเบรกดาวน์จะทำให้เกิดการเสียหายได้ ซีเนอร์ไดโอดเป็นไดโอดที่ผลิตจากสารซิลิกอนที่มีปริมาณความหนาแน่นของสารเจือปนในส่วนทั้งสองของสารพีและเอ็นมีค่าสูงกว่าปกติ ซึ่งคุณสมบัติดังกล่าวจะทำให้ค่าแรงดันเบรกดาวน์สูง และค่าแรงดันเบรกดาวน์หรือแรงดันซีเนอร์สามารถกำหนดได้ด้วยการควบคุมความหนาแน่นของสารเจือปนและเมื่อให้ไบอัสกลับจะสามารถทนกระแสย้อนกลับได้สูงโดยไดโอดไม่เสียหาย แรงดันที่ตกค่อมตัวซีเนอร์ไดโอดจะเป็นตัวควบคุมและรักษาแรงดันให้คงที่
 
รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างและสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด

รูปที่ 2 แสดงกราฟลักษณะสมบัติทางไฟฟ้าของซีเนอร์ไดโอด


2. การพังทลายของซีเนอร์

วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์ (Bridge Rectifier)

วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์ (Bridge Rectifier)
1. วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์ (Bridge Rectifier)
                วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์มีลักษณะเหมือนวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น เพราะแรงดันเอาท์พุทที่ได้เป็นแบบเต็มคลื่น ข้อแตกต่างระหว่างการเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์และแบบเต็มคลื่นธรรมดา ต่างกันตรงการต่อวงจรไดโอด แบบเต็มคลื่นจะใช้ไดโอด ตัว แบบบริดจ์จะใช้ไดโอด ตัว และหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้ก็แตกต่างกัน แบบเต็มคลื่นธรรมดาใช้หม้อแปลงมีแท็ปกลาง (Center Trap, CT) มี ขั้ว แบบบริดจ์ใช้หม้อแปลง ขั้วหรือ ขั้วก็ได้ แสดงดังรูปที่ 1


รูปที่ 1 วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์

2. การทำงานวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์

วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น (Full Wave Rectifier)

 วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น (Full Wave Rectifier)
1. วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบใช้หม้อแปลงมีแท็ปกลาง
                วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น จะสามารถเรียงแรงดันไฟสลับให้ออกเอาท์พุทได้ทั้งช่วงบวกและช่วงลบของแรงดันไฟสลับที่ป้อนเข้ามาที่อินพุทของวงจร โดยไม่มีส่วนใดของแรงดันไฟสลับถูกตัดทิ้งไป ลักษณะของวงจรจะใช้ไดโอด 2 ตัว ทำหน้าที่แปลงสัญญาณไฟสลับเป็นสัญญาณไฟตรงโดยมีหม้อแปลงไฟฟ้าแบบมีแท็ปกลาง (Center Trap) ทำหน้าที่แบ่งเฟสให้เกิดการต่างเฟสกัน 180 องศา ระหว่างสัญญาณที่ออกจากส่วนบนและส่วนล่างของขดทุติยภูมิของหม้อแปลงเพื่อให้ไดโอดทั้ง 2 ตัวสลับกันทำงาน ดังนั้นวงจรจึงสามารถจ่ายกระแสได้เรียบและสูงกว่าวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น

รูปที่ 1 วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น

2. การทำงานของวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบใช้หม้อแปลงมีแท็ปกลาง

วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น (Half Wave Rectifier)

 วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น (Half  Wave Rectifier)
1. ลักษณะวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น
                วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น จะเป็นวงจรที่ทำหน้าที่ตัดเอาแรงดันไฟสลับที่ป้อนเข้ามาอาจเป็นครึ่งบวกหรือครึ่งลบแล้วแต่การจัดวงจรไดโอด แรงดันที่ส่งออกเอาท์พุทจะเป็นช่วงๆ คือช่วงมีแรงดันและช่วงไม่มีแรงดันสลับกันไป วงจรประกอบด้วยไดโอดตัวเดียวดังรูปที่ 1 การทำงานของวงจร ไฟกระแสสลับจะมาปรากฏที่ขาแอโนด โดยไดโอดจะยอมให้กระแสไหลผ่านได้ทางเดียว คือช่วงที่ได้รับไบอัสตรง ดังนั้นวงจรจะมีกระแสไหลเพียงช่วงบวกของไฟสลับเท่านั้น ถ้าช่วงลบจะไม่มีกระแสไหล แรงไฟตรงที่เอาท์พุทนี้ยังนำไปใช้งานในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไม่ได้ เพราะเป็นไฟตรงที่ไม่เรียบพอ (Pulse D.C) จึงต้องมีการกรอง (Filter) ให้เรียบโดยใช้ตัวเก็บประจุทำหน้าที่กรอง

     
รูปที่ 1วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น


2.  การทำงานของวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น

สารกึ่งตัวนำและไดโอด

สารกึ่งตัวนำและไดโอด
1.  โครงสร้างพื้นฐานของอะตอม
                สสารต่างๆ ที่เราพบอยู่ทั่วไปนั้น  ถ้าพิจารณาลงไปถึงส่วนประกอบขนาดเล็กที่ประกอบกันเป็นสสารนั้นแล้ว จะพบว่าประกอบด้วยโมเลกุล ซึ่งโมเลกุลเป็นส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของสารและยังแสดงสมบัติของธาตุนั้นอยู่ได้ ในแต่โมเลกุลจะประกอบด้วยส่วนที่เล็กลงไปอีกเรียกว่าอะตอม จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ทำให้ทราบว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่อยู่เป็นแกนกลางของอะตอม และมีอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสนั้น  ภายในนิวเคลียสยังประกอบไปด้วยอนุภาคของโปรตรอนและนิวตรอนอยู่รวมกัน อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียสนั้นเป็นลบ ส่วนโปรตรอนมีประจุเป็นบวก  นิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียสมีประจุเป็นกลางทางไฟฟ้า โดยปกติแล้วอะตอมของธาตุต่างๆ จะเป็นกลางทางไฟฟ้า ในธาตุเดียวกันอะตอมของธาตุนั้นจะมีจำนวนโปรตรอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน


รูปที่ 1 แสดงแบบจำลองโครงสร้างอะตอม


2. วงโคจรของอิเล็กตรอน
             

วันอาทิตย์ที่ 5 มิถุนายน พ.ศ. 2554

การทำแผ่นปริ๊น PCB.

               PCB คือ   Print Circuit Board   เป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่สำคัญของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งจะใช้เป็นทางเดินสัญญาณไฟฟ้าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ที่อยู่บนวงจร และจะทำให้อุปกรณ์ต่าง ๆ เชื่อมต่อกันและสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องตามที่ได้ออกแบบไว้   PCB จะประกอบไปด้วยแผ่นฐานหรือซับสเตรดที่ทำจากแผ่นฉนวนบาง ๆอัดยึดรวมกันด้วยพลาสติกประเภทเทอร์โมเซตติ้ง เพื่อรองรับแผ่นตัวนำที่ใช้เชื่อมต่อสัญญาณไฟฟ้าระหว่างอุปกรณ์ (ใข้ทองแดง) ส่วนวัสดุที่ใช้ทำซับสเตรตที่นิยม ได้แก่ กระดาษชุบฟีนอลลิกอัด, อีพ็อกซี่ไฟเบอร์กลาส
 

โรงงานทำแผ่น PCB



การทำแผ่นปริ๊น  โดยใช้แผ่นใส

การอ่านค่า R และ C

การอ่านค่าสี ของตัวต้านทาน R 4,5และ 6  แถบสี

หน่วย เอสไอ

หน่วยฐานเอสไอ

ชื่อหน่วยวัด       สัญลักษณ์หน่วยวัด     ชื่อปริมาณ                                     สัญลักษณ์ปริมาณ
เมตร                 m                          ความยาว                                      (L ตัวเล็ก)
กิโลกรัม            kg                          มวล                                            m
วินาที                s                            เวลา                                            t
แอมแปร์            A                           กระแสไฟฟ้า                                 I (i ตัวใหญ่)
เคลวิน               K                            อุณหภูมิอุณหพลวัติ                        T
แคนเดลา          cd                            ความเข้มของการส่องสว่าง              Iv (i ตัวใหญ่ห้อยด้วยตัว v เล็ก)
โมล                 mol                           ปริมาณของสาร                            n

คำนำหน้าหน่วยเอสไอ

เครื่องขยายเสียง 100w mosfet


ไดอะแกรมเครื่องขยาย 100 w mosfet



ลายวงจร และการลงอุปกรณ์

อุปกรณ์ที่ใช้มีดังต่อไปนี้

การต่ออุปกรณ์เครื่องเสียง


ภาพการต่ออุปกรณ์เครื่องเสียงต่างๆ

วงจรไฟกระพริบ


วงจรไฟกระพริบ 1 ครั้งต่อ 1 วินาที 
ต่อในลักษณะเป็นวงจรอะสเตเบิลมัลติไวเบรเตอร์  กำหนดความถี่โดย C1-R3 และ C2-R4