3105-1003 การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์

หน่วยที่ 1 พน้ื ฐานสารกงึ่ ตวั นาและรอยตอ่ พี-เอ็น

(Basic Semiconductor and P-N Junction)

โดย
นายเอกนริน พลาชวี ะ
แผนกวิชาช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา
สานกั งานคณะกรรมการการอาชวี ศึกษา
กระทรวงศกึ ษาธิการ

Basic Semiconductor and P-N Junction 2
วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

หน่วยที่ 1

พืน้ ฐานสารกงึ่ ตัวนาและรอยต่อพี-เอน็
( Basic Semiconductor and P-N Junction)

สาระสาคญั

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปจะใช้หลักการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอน ดังน้ัน
รายละเอียดการทางานของอุปกรณ์ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ประเภทสารกึ่งตัวนา จึงมีความจาเป็นต้อง
เรียนรู้ส่วนประกอบของอะตอม การเคล่ือนท่ีของอิเล็กตรอน พลังงานท่ีเกิดข้ึนระหว่างตัวนา ฉนวน
และสารกง่ึ ตัวนา โครงสร้างของสารก่ึงตัวนาชนิดพีและสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็น และโครงสร้างของรอยต่อ
พี-เอ็น การให้ไบอัสตรงและการให้ไบอัสกลับเพื่อให้ทราบถึงการไหลของอิเล็กตรอนท่ีเกิดจากการให้
ไบอัส

จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้

จดุ ประสงค์ทั่วไป
เพ่ือให้มีความรู้ ความเข้าใจเก่ียวกับโครงสร้างอะตอม หลักการคานวณจานวนอิเล็กตรอน
คุณลักษณะแถบพลังงานของ ฉนวน สารกึ่งตัวนา และตัวนา ความแตกต่างระหว่างสารก่ึงตัวนาชนิดพี
และสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็น รอยต่อพี-เอ็น และการให้ไบอัสกับสารก่ึงตัวนาชนิดพี และสารก่ึงตัวนาชนิด
เอ็น
จดุ ประสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม (พุทธิพิสยั )
1. บอกโครงสรา้ งของอะตอม และ ส่วนประกอบต่าง ๆ ภายในอะตอมได้อยา่ งถูกต้อง
2. คานวณจานวนของอเิ ล็กตรอนในแต่ละวงโคจรของอะตอมได้อย่างถูกต้อง
3. เปรียบเทียบคุณลักษณะแถบพลังงานของ ฉนวน สารกึ่งตัวนา และตวั นาได้อย่างถูกตอ้ ง
4. บอกความแตกต่างระหว่างสารกงึ่ ตวั นาชนิดพี และสารก่ึงตวั นาชนดิ เอน็ ได้อยา่ งถกู ต้อง
5. บอกวธิ ีการใหไ้ บอสั กบั สารกงึ่ ตวั นาชนิดพี และสารกึง่ ตวั นาชนิดเอน็ ได้อยา่ งถกู ต้อง

หัวขอ้ เน้ือหา

1.1 อะตอม (Atoms)
1.2 สารก่งึ ตวั นา (Semiconductors)
1.3 วงโคจรของอิเลก็ ตรอนและระดบั พลังงาน (Electron Orbits And Energy Levels)
1.4 แถบพลงั งาน (Energy Bands)
1.5 สารกง่ึ ตัวนาชนดิ เอน็ และ ชนดิ พี (N-Type and P-Type Semiconductors)
1.6 รอยต่อ P-N (P-N Junction)
1.7 การไบอัส (Bias) รอยต่อพี-เอ็น (P-N Junction)

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Basic Semiconductor and P-N Junction 3

วชิ า การวิเคราะหว์ งจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

แบบทดสอบกอ่ นเรียน

หนว่ ยท่ี 1 พน้ื ฐานสารก่ึงตวั นาและรอยต่อพี-เอ็น
(Basic Semiconductor and P-N Junction)

คาชแ้ี จง
1. จงทาเคร่ืองหมายกากบาท (X) เลือกคาตอบที่ถูกตอ้ งท่สี ุดเพียงข้อเดียว
2. แบบทดสอบมีจานวน 10 ข้อ ใชเ้ วลาทาแบบทดสอบ 10 นาที
------------------------------------------------------------------------

1. นิวเคลียสมสี ่วนประกอบมาจากข้อใด
ก. อิเลก็ ตรอนและอะตอม
ข. โปรตรอนและนิวตรอน
ค. อเิ ลก็ ตรอนและโปรตรอน
ง. อเิ ลก็ ตรอนและนวิ ตรอน
จ. นวิ ตรอนและอะตอม

2. อะตอมของสารซลิ ิกอน มโี ปรตรอนจานวนเท่าไร
ก. 4
ข. 14
ค. 29
ง. 32
จ. 34

3. ขอ้ ใดคือความแตกตา่ งของแถบพลังงานระหว่าง ฉนวน และสารก่งึ ตัวนา
ก. ฉนวนและสารกึง่ ตวั นามีแถบพลังงานท่ีมวี าเลนซ์อิเล็กตรอนได้เกิน 8 ตวั
ข. ฉนวนและสารกึ่งตัวนามีแถบพลงั งานทม่ี วี าเลนซ์อิเล็กตรอนได้ไม่เกนิ 8 ตวั
ค. ฉนวนมีช่องวา่ งพลังงานระหวา่ งแถบวาเลนซ์และแถบตวั นานอ้ ยกว่าสารกึ่งตัวนา
ง. ฉนวนมีช่องวา่ งพลังงานระหวา่ งแถบวาเลนซ์และแถบตัวนามากกว่าสารก่ึงตวั นา
จ. ฉนวนมีช่องวา่ งพลงั งานระหวา่ งแถบวาเลนซ์และแถบตัวนาเท่ากันกับสารกึ่งตัวนา

4. กระบวนการเติมสารเจอื ปนลงไปในสารกึง่ ตัวนาบริสทุ ธิ์ เรยี กวา่ อะไร
ก. Adding Impurities
ข. Lonigation
ค. Recombination
ง. Diffustion
จ. Conduction Band

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Basic Semiconductor and P-N Junction 4

วิชา การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

5. บรเิ วณปลอดพาหะ ประกอบด้วยขอ้ ใด
ก. ประจพุ าหะข้างนอ้ ยท่ีเป็นโฮล
ข. ประจุพาหะข้างมากท่เี ป็นอิเลก็ ตรอนอสิ ระ
ค. ไอออนบวกเพยี งอย่างเดียว
ง. ประจุพาหะข้างมากและประจพุ าหะข้างน้อยในปรมิ าณเทา่ กัน
จ. ไอออนบวกและไอออนลบ

6. ประจุพาหะขา้ งมากในสารกง่ึ ตัวนาชนิดเอน็ คอื ข้อใด
ก. โฮล
ข. โปรตอน
ค. อเิ ลก็ ตรอนอสิ ระ
ง. วาเลนซอ์ ิเลก็ ตรอน
จ. นวิ ตรอน

7. โฮลในสารกึ่งตวั นาชนิดเอ็น คือข้อใด
ก. ประจพุ าหะข้างมากทีเ่ กิดขนึ้ เพราะการโด๊ป
ข. ประจพุ าหะข้างมากท่ีเกิดขึน้ เพราะอุณหภูมิ
ค. ประจพุ าหะข้างนอ้ ยทเี่ กิดข้ึนเพราะอุณหภูมิ
ง. ประจุพาหะขา้ งนอ้ ยทีเ่ กิดข้ึนเพราะการโดป๊
จ. ประจุพาหะข้างน้อยที่เกิดขนึ้ เพราะการไดร้ บั ไบอสั

8. ความหมายของการไบอสั คอื ข้อใด
ก. จานวนกระแสทข่ี า้ มรอยตอ่ พี-เอน็
ข. การจา่ ยกระแสไฟฟ้าให้รอยตอ่ พี-เอน็
ค. การจ่ายแรงดนั ไฟฟา้ เพื่อควบคมุ การไหลของกระแส
ง. จานวนอิเล็กตรอนระหว่างพาหะข้างมากและพาหะขา้ งน้อย
จ. การทาใหอ้ ิเล็กตรอนอสิ ระเคลือ่ นท่ไี ด้

9. เม่ือรอยต่อพี-เอ็นได้รับไบอสั ตรงจะเกดิ ผลอย่างไร
ก. เกดิ การพงั ทลายทรี่ อยต่อ
ข. เกิดกระแสอะวาเลนซ์จานวนมาก
ค. เกิดกระแสจานวนหน่งึ จากพาหะข้างมาก
ง. เกิดกระแสจานวนหนงึ่ จากพาหะขา้ งนอ้ ย
จ. เกดิ การไหลของกระแสอิเลก็ ตรอนเคลอื่ นท่ีข้ามรอยต่อ

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 23
วชิ า การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

แบบทดสอบหลังเรียน

หน่วยที่ 1 พื้นฐานสารก่งึ ตัวนาและรอยต่อพี-เอน็
(Basic Semiconductor and P-N Junction)

คาช้ีแจง
1. จงทาเครือ่ งหมายกากบาท (X) เลือกคาตอบท่ถี ูกต้องทส่ี ุดเพยี งข้อเดียว
2. แบบทดสอบมีจานวน 10 ขอ้ ใช้เวลาทาแบบทดสอบ 10 นาที
**********************************************

1. แถบพลงั งานใดท่มี ีอิเล็กตรอนอสิ ระ
ก. แถบที่ 1
ข. แถบท่ี 2
ค. แถบวาเลนซ์
ง. แถบฉนวน
จ. แถบความนา

2. อะตอมของสารซิลิกอน มีโปรตอนจานวนเทา่ ใด
ก. 34
ข. 32
ค. 4
ง. 14
จ. 29

3. นิวเคลยี สมสี ่วนประกอบมาจากข้อใด
ก. นวิ ตรอนและอะตอม
ข. อิเล็กตรอนและโปรตอน
ค. โปรตอนและนวิ ตรอน
ง. อเิ ล็กตรอนและนวิ ตรอน
จ. อิเลก็ ตรอนและอะตอม

4. สารเจือปนท่ีมีอิเล็กตรอนวงนอกสดุ 3 ตวั เมื่อเตมิ ลงไปในซิลิคอนบริสทุ ธ์จิ ะทาใหเ้ กิดสารกึ่งตวั นา
ชนดิ ใหมค่ ือข้อใด

ก. สารกึ่งตวั นาโบรอน
ข. สารกง่ึ ตัวนาแกลเลียม
ค. สารกง่ึ ตวั นาชนดิ พี
ง. สารกึง่ ตวั นาชนดิ เอ็น
จ. สารกึง่ ตวั นาบริสุทธ์ิ

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 24
วิชา การวิเคราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

5. จดุ ประสงคข์ องการเจือปนสารทม่ี อี เิ ลก็ ตรอนวงนอกสุด 5 ตวั เพือ่ อะไร
ก. เพิ่มจานวนโฮลในสารกึ่งตวั นา
ข. ลดสภาวะการเป็นตวั นาของซลิ ิคอน
ค. เพิม่ จานวนอเิ ล็กตรอนในสารกงึ่ ตัวนา
ง. สรา้ งประจพุ าหะขา้ งนอ้ ยในสารก่งึ ตัวนา
จ. กาหนดประจุบวกในสารกงึ่ ตัวนา

6. โฮลในสารกึ่งตวั นาชนิดเอ็น คือข้อใด
ก. ประจพุ าหะข้างมากท่ีเกิดขึ้นเพราะการโด๊ป
ข. ประจพุ าหะข้างมากทเ่ี กิดข้นึ เพราะอุณหภมู ิ
ค. ประจุพาหะข้างน้อยท่เี กิดข้นึ เพราะอุณหภมู ิ
ง. ประจุพาหะขา้ งน้อยทีเ่ กิดขึน้ เพราะการโดป๊
จ. ไม่มขี อ้ ใดถกู

7. รอยต่อพี-เอ็นเกิดจากข้อใด
ก. การเกดิ ไอออน
ข. เกิดจากขอบของรอยต่อพี-เอ็น
ค. การโคจรของโปรตอนและนวิ ตรอน
ง. การรวมตัวกนั ของอเิ ลก็ ตรอนและโฮล
จ. การนาสารกึง่ ตัวนาชนิดเอ็นและพีมาวางติดกนั

8. ขอ้ ใดคือความแตกต่างของแถบพลังงานระหวา่ ง ฉนวน และสารกง่ึ ตวั นา
ก. ฉนวนและสารกง่ึ ตวั นามีแถบพลงั งานทม่ี วี าเลนซ์อเิ ลก็ ตรอนไดเ้ กนิ 8 ตวั
ข. ฉนวนและสารกึง่ ตวั นา มีแถบพลงั งานที่มีวาเลนซอ์ ิเล็กตรอนได้ไม่เกนิ 8 ตวั
ค. ฉนวนมีชอ่ งว่างพลงั งานระหว่างแถบวาเลนซ์และแถบตวั นาน้อยกวา่ สารก่งึ ตวั นา
ง. ฉนวนมชี ่องวา่ งพลังงานระหว่างแถบวาเลนซ์และแถบตัวนามากกวา่ สารกง่ึ ตวั นา
จ. ฉนวนมชี อ่ งวา่ งพลังงานระหว่างแถบวาเลนซ์และแถบตัวนาเท่ากันกบั สารกึ่งตวั นา

9. การใหไ้ บอัสตรงข้อใดถกู ต้อง

D

ก. R + V -

D

ข. R + V -

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 25
วิชา การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

D
R OSC

ค.

D
R OSC

ง.

R D +
OSC
-V

จ.

10. ถ้านาสารกง่ึ ตัวนาชนดิ ซลิ ิกอนไปใช้ทาเป็นไดโอด เราต้องจา่ ยแรงดันไบอสั ตรงขนาดเท่าใดจงึ จะทา
ให้ไดโอดนากระแสได้

ก. มากกวา่ 0.3 V
ข. มากกว่า 0.7 V
ค. น้อยกวา่ 0.3 V
ง. น้อยกวา่ 0.7 V
จ. มากกว่า 0 V

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 36

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

แบบทดสอบก่อนเรยี น

หน่วยท่ี 2 ไดโอดและวงจรการใชง้ าน
(Diodes and Circuits)

คาชแ้ี จง
1. จงทาเครื่องหมายกากบาท (X) เลือกคาตอบท่ีถูกต้องที่สุดเพยี งข้อเดียว
2. แบบทดสอบมีจานวน 18 ขอ้ ใชเ้ วลาทาแบบทดสอบ 20 นาที
------------------------------------------------------------------------

1. คณุ สมบตั ิของไดโอดขณะที่ได้รับแรงดันไบอัสตรงตรงกับข้อใด
ก. กระแสไหลผา่ นไดโอดได้
ข. มีกระแสไหลกลบั ทิศทางจากเดมิ และมีคา่ มาก
ค. มีกระแสไหลทเ่ี กิดจากพาหะข้างน้อยในสารกึง่ ตัวนาพแี ละเอน็
ง. ไม่เกิดเป็นแบตเตอรส่ี มมุติ หรือดพี ลีชนั่ รีจนิ ข้ึนท่บี รเิ วณรอยตอ่
จ. มกี ระแสไหลที่เกดิ จากพาหะข้างมากในสารกงึ่ ตัวนาพแี ละเอน็ ซง่ึ มีคา่ น้อยมาก

2. คณุ สมบตั ิของไดโอดขณะท่ีไดร้ บั แรงดนั ไบอัสกลับตรงกับข้อใด
ก. ไม่มีกระแสไหลผา่ นไดโอดได้เลย
ข. มีกระแสไหลกลับทิศทางจากเดมิ และมีคา่ นอ้ ยมาก
ค. เกิดเปน็ แบตเตอรสี่ มมุติหรอื ดีพลีช่นั รจี นิ ขึ้นที่บริเวณรอยตอ่
ง. มกี ระแสไหลที่เกิดจากพาหะขา้ งน้อยในสารกึ่งตวั นาพีและเอ็นซ่ึงมีคา่ น้อย
จ. มีกระแสไหลท่เี กิดจากพาหะขา้ งมากในสารกึง่ ตวั นาพีและเอน็ ซึ่งมีคา่ น้อยมาก

3. จงคานวณหาค่าความต้านทานทางไฟฟ้ากระแสสลับของไดโอดท่ีมี ID เปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วงต่าสุด
10 mA สงู สุด 25 mA และมกี ารเปล่ียนแปลงของแรงดัน VD ต่าสดุ 0.4 V สูงสดุ 0.6 V

ก. 10.11 
ข. 12.22
ค. 13.33 
ง. 14.44 
จ. 15.55 
4. อุณหภมู ทิ ่สี ูงขึ้นมีผลกระทบต่อไดโอดขณะไดร้ ับไบอสั ตรงอย่างไร
ก. ทาให้กระแสไหลลดลง
ข. ทาใหค้ ่าความตา้ นทานของไดโอดสูงข้ึน
ค. ทาให้แรงดนั ตกคร่อมไดโอดขณะนั้นลดลง
ง. ทาใหแ้ รงดันตกคร่อมไดโอดขณะนั้นเพ่ิมขน้ึ
จ. ทาให้แรงดันตกคร่อมไดโอดขณะนั้นเท่ากบั แหล่งจ่าย

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 37

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

5. อณุ หภมู ิทีส่ งู ข้นึ มผี ลกระทบตอ่ ไดโอดขณะได้รบั ไบอัสกลับอย่างไร
ก. ทาให้กระแสไหลสงู ข้ึนมาก
ข. ทาให้คา่ ความต้านทานของไดโอดเพ่ิมขึน้
ค. ทาให้คา่ ความตา้ นทานของไดโอดไม่คงที่
ง. ทาใหแ้ รงดันตกคร่อมไดโอดขณะนั้นลดลง
จ. ทาให้แรงดันตกคร่อมไดโอดขณะน้นั เพิ่มขนึ้

6. จงคานวณคา่ ความต้านทานทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง (RD) จากกราฟการทางานของไดโอดต่อไปน้ี
ที่ตาแหนง่ ID = 20 mA

ID (mA)
30

20 ID

10 VD

-10V 2 0 1 mA 0.5 0.8 VD (V)

รปู ที่ 1 วงจรประกอบโจทยข์ ้อที่ 6
ก. 20 
ข. 30 
ค. 40 
ง. 50 
จ. 60 
7. ความสัมพนั ธข์ องกระแสท่ีไหลผ่านไดโอดและคา่ แรงดันท่ตี กคร่อมไดโอดตรงกบั ข้อใด
ก. การเปล่ยี นแปลงของกระแสมาจากการลดขนาดแรงดนั และแรงดนั ทีต่ กคร่อมไดโอดขณะท่ี

ไดโอดนากระแสจะมีค่าเทา่ กับ VBV
ข. การเปลย่ี นแปลงของกระแสท่ีเพิม่ ขน้ึ มาจากการเพิม่ ขนาดแรงดันและแรงดันทตี่ กคร่อมไดโอด

ขณะทไ่ี ดโอดนากระแสจะมีค่าเท่ากบั VBV
ค. การเปลี่ยนแปลงของกระแสที่เพ่มิ ข้นึ มาจากการเพ่มิ ขนาดแรงดนั และแรงดันทต่ี กครอ่ มไดโอด

ขณะทีไ่ ดโอดนากระแสจะมคี ่าเท่ากบั VK
ง. การเปลี่ยนแปลงของกระแสมาจากการลดขนาดแรงดันและแรงดันท่ีตกคร่อมไดโอดขณะท่ี

ไดโอดนากระแสจะมคี ่าเท่ากับ VK
จ. การเปลี่ยนแปลงของกระแสมาจากการลดขนาดแรงดันและแรงดันที่ตกคร่อมไดโอดขณะที่

ไดโอดนากระแสจะมีค่าเทา่ กบั ท่ีแหล่งจา่ ย

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 38

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

8. ขอ้ ใดเป็นรปู สัญญาณเอาท์พุตของวงจรตัดรูปคลื่นแบบขนาน จากวงจรดงั แสดงในรปู ที่ 3

R +
+

Vi D1 VO

--

รูปที 2 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 8

VO
+V

0 t

ก. -V
VO
+V

0T Tt

ข. -V 2
VO
+V

0T t
2

ค. -V
VO
+V

0T Tt
2

ง. -V
VO
+V

0T Tt
2
จ. -V

9. การเลอื กใชง้ านไดโอดเพื่อใหส้ ามารถทนแรงดันไฟตรงไบอสั กลับสูงสดุ โดยไม่พงั เราจะตอ้ งพิจารณา
จากค่าใดในคู่มือใชง้ านไดโอด

ก. VD
ข. VDS
ค. VF
ง. VR
จ. VFS

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 39

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

10. ขอ้ ใดเปน็ รปู สัญญาณเอาทพ์ ตุ ของวงจรตดั รูปคลื่นแบบอนุกรมจากวงจรดงั แสดงในรูปท่ี 4

Vi + D1
+V +
T t Vi
0T - R VO
2 -

-V

รปู ท่ี 3 วงจรประกอบโจทยข์ ้อที่ 10

VO
+V

0 t

ก. -V
VO
+V

0T Tt
2

ข. -V
VO
+V

0T t

ค. -V 2
VO
+V

0T Tt
2

ง. -V
VO
+V

จ. 0 T Tt
-V 2

11. ถา้ เอาทพ์ ตุ ของวงจรเรยี งกระแสแบบคร่ึงคลนื่ มคี ่า Vm = 200 V ค่าเฉล่ียแรงดันดีซีท่ีเอาท์พุตจะมี
คา่ เท่าไร

ก. 63.66 V
ข. 87.93 V
ค. 96. 24 V
ง. 101. 31 V
จ. 127. 22 V

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 40

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

12. จากวงจรดงั แสดงในรูปที่ 2 จงหาค่าแรงดนั เอาทพ์ ุต VO

Vi C = 1mF
10 V
+
f =1,000 Hz + +

0 t1 t2 t3 t4 t D R VO
5V 100 k
Vi
-
-20 V --
T

รูปที่ 4 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 12
ก. 20 V
ข. 25 V
ค. 30 V
ง. 35 V
จ. 41 V
13. จากวงจรดงั แสดงในรูปท่ี 5 เม่ือป้อนสญั ญาณไฟฟา้ กระสลับจากหมอ้ แปลงชว่ งซีกบวกเขา้ มา ข้อใด
กล่าวไดถ้ ูกตอ้ ง

C1 D2

+
VAC Vm D1 C2 VO

-

รูปท่ี 5 วงจรประกอบโจทยข์ ้อท่ี 13

ก. ไดโอด D1 นากระแสและ ไดโอด D2 นากระแส
ข. ไดโอด D1 ไมน่ ากระแสและ ไดโอด D2 นากระแส
ค. ไดโอด D1 นากระแสและ ไดโอด D2 ไมน่ ากระแส
ง. ไดโอด D1 ไมน่ ากระแสและ ไดโอด D2 ไมน่ ากระแส
จ. ไมม่ ีขอ้ ใดกล่าวถูกต้อง

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 41

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

14. จากวงจรดงั แสดงในรูปที่ 6 เป็นวงจรเรยี งกระแสแบบใด RL VO

220V T1 A D1

B
D2

0V C

รูปที่ 6 วงจรประกอบโจทยข์ ้อที่ 14

ก. วงจรเรยี งกระแสครึ่งคลืน่

ข. วงจรเรียงกระแสเต็มคลน่ื

ค. วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์

ง. วงจรเรยี งกระแสเต็มคลน่ื แบบชนิดใช้หมอ้ แปลงท่ีไม่มีเซนเตอรแ์ ทป

จ. วงจรเรยี งกระแสเต็มคลื่นแบบชนิดใช้หมอ้ แปลงท่ีมีเซนเตอร์แทป

15. จากวงจรดังแสดงในรปู ท่ี 7 เป็นวงจรเรยี งกระแสแบบใด

220V T1 A D3
D1

D2 D4

0V B RL VO

รูปที่ 7 วงจรประกอบโจทยข์ ้อที่ 15
ก. วงจรเรยี งกระแสครึ่งคล่ืน
ข. วงจรเรียงกระแสเต็มคล่นื
ค. วงจรเรยี งกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์
ง. วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบชนิดใช้หมอ้ แปลงที่ไม่มีเซนเตอรแ์ ทป
จ. วงจรเรยี งกระแสเต็มคลืน่ แบบชนดิ ใช้หม้อแปลงท่ีมเี ซนเตอร์แทป

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 42

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

16. จากวงจรดังแสดงในรูปที่ 8 ถ้าป้อนแรงดนั เอซีเทา่ กับ 35 V - 0 - 35V คา่ แรงดนั Vdc ทเ่ี อาท์พตุ มี
คา่ เท่าไร

220V T1 A D1

B
D2 RL VO

0V C

รูปท่ี 8 วงจรประกอบโจทย์ข้อท่ี 16

ก. 15.26 V
ข. 17.81 V

ค. 22.26 V

ง. 24.17 V
จ. 26.28 V
17. จากวงจรดังแสดงในรปู ที่ 9 ถ้าปอ้ นแรงดันเอซีเท่ากับ 48 V – 0 ค่าแรงดัน Vdc ทเี่ อาทพ์ ุตมาคา่
เทา่ ไร

R1=0.1 T1 A

D1 D3

V1 D2 D4 RL VO
0V B

รปู ที่ 9 วงจรประกอบโจทยข์ ้อที่ 17

ก. 12.72 V
ข. 19.08 V
ค. 30.53 V
ง. 32.17 V
จ. 35.26 V

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 43

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

18. จากวงจรดังแสดงในรูปท่ี 10 กาหนดใหต้ าแหนง่ A มคี วามต่างศักย์เป็นลบ ตาแหน่ง B มคี วามต่าง
ศักยเ์ ปน็ บวก ทิศทางของกระแสจะเป็นอยา่ งไร

220V T1 A D1

D3

D2 D4

0V B RL VO

รปู ที่ 10 วงจรประกอบโจทย์ข้อท่ี 18

ก. ตาแหน่ง B D1 RL ตาแหน่ง A
ข. ตาแหนง่ A D1 RL D3 ตาแหน่ง B
ค. ตาแหน่ง A D2 RL D3 ตาแหน่ง B
ง. ตาแหน่ง B D4 RL D1 ตาแหนง่ A
จ. ตาแหน่ง B D2 RL D3 ตาแหน่ง A

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 80

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

แบบทดสอบหลงั เรยี น

หนว่ ยที่ 2 ไดโอดและวงจรการใชง้ าน
(Diodes and Circuits)

คาชแ้ี จง
1. จงทาเครื่องหมายกากบาท (X) เลอื กคาตอบท่ีถูกต้องท่ีสุดเพยี งข้อเดียว
2. แบบทดสอบมีจานวน 18 ขอ้ ใชเ้ วลาทาแบบทดสอบ 20 นาที
------------------------------------------------------------------------

1. คณุ สมบัติของไดโอดขณะทไ่ี ด้รบั แรงดันไบอสั กลบั ตรงกับขอ้ ใด
ก. ไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอดไดเ้ ลย
ข. เกดิ เปน็ แบตเตอรี่สมมตุ ิหรือดีพลชี น่ั รีจินขึ้นทบ่ี ริเวณรอยตอ่
ค. มีกระแสไหลที่เกิดจากพาหะข้างนอ้ ยในสารกึง่ ตวั นาพแี ละเอ็นซ่ึงมีค่าน้อย
ง. มีกระแสไหลท่เี กดิ จากพาหะขา้ งมากในสารกงึ่ ตวั นาพีและเอน็ ซ่งึ มีคา่ น้อยมาก
จ. มกี ระแสไหลกลับทิศทางจากเดมิ และมีคา่ น้อยมาก

2. อณุ หภูมทิ ี่สูงขึน้ มีผลกระทบตอ่ ไดโอดขณะไดร้ ับไบอสั ตรงอยา่ งไร
ก. ทาให้แรงดันตกคร่อมไดโอดขณะนน้ั เพิ่มข้ึน
ข. ทาให้แรงดันตกคร่อมไดโอดขณะนั้นลดลง
ค. ทาให้กระแสไหลลดลง
ง. ทาให้คา่ ความต้านทานของไดโอดสงู ขน้ึ
จ. ทาใหแ้ รงดนั ตกคร่อมไดโอดขณะนน้ั เท่ากบั แหลง่ จา่ ย

3. จงคานวณหาค่าความต้านทานทางไฟฟ้ากระแสสลับของไดโอดที่มี ID เปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วงต่าสุด
10 mA สูงสดุ 25 mA และมีการเปลย่ี นแปลงของแรงดัน VD ต่าสดุ 0.4 V สงู สุด 0.6 V

ก. 10.11 
ข. 12.22 
ค. 13.33 
ง. 14.44 
จ. 15.55 
4. อณุ หภูมทิ ี่สูงขนึ้ มผี ลกระทบตอ่ ไดโอดขณะไดร้ ับไบอัสกลับอยา่ งไร
ก. ทาให้แรงดนั ตกคร่อมไดโอดขณะน้นั เพิ่มขน้ึ
ข. ทาใหแ้ รงดนั ตกคร่อมไดโอดขณะนั้นลดลง
ค. ทาให้กระแสไหลสงู ขน้ึ มาก
ง. ทาใหค้ ่าความตา้ นทานของไดโอดไม่คงที่
จ. ทาให้ค่าความตา้ นทานของไดโอดเพม่ิ ข้นึ

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 81

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

5. จงคานวณค่าความตา้ นทานทางดา้ นไฟฟา้ กระแสตรง (RD) จากกราฟการทางานของไดโอดต่อไปนี้
ทตี่ าแหนง่ ID = 20 mA

ID (mA)
30
20 ID

10 VD

-10V 2 0 1 mA 0.5 0.8 VD (V)

รูปที่ 1 วงจรประกอบโจทยข์ อ้ ท่ี 5

ก. 20 
ข. 30 
ค. 40 
ง. 50 
จ. 60 

6. ความสมั พันธข์ องกระแสที่ไหลผา่ นไดโอดและคา่ แรงดนั ทตี่ กคร่อมไดโอดตรงกับข้อใด
ก. การเปลี่ยนแปลงของกระแสที่เพ่มิ ข้ึนมาจากการเพ่มิ ขนาดแรงดันและแรงดันทีต่ กครอ่ มไดโอด
ขณะทีไ่ ดโอดนากระแสจะมีค่าเท่ากบั VBV
ข. การเปลี่ยนแปลงของกระแสมาจากการลดขนาดแรงดนั และแรงดันทต่ี กครอ่ มไดโอดขณะที่
ไดโอดนากระแสจะมีค่าเท่ากับ VBV
ค. การเปลย่ี นแปลงของกระแสที่เพม่ิ ขน้ึ มาจากการเพิม่ ขนาดแรงดนั และแรงดันทตี่ กคร่อมไดโอด
ขณะทีไ่ ดโอดนากระแสจะมีค่าเท่ากบั VK
ง. การเปลย่ี นแปลงของกระแสมาจากการลดขนาดแรงดันและแรงดันทตี่ กครอ่ มไดโอดขณะท่ี
ไดโอดนากระแสจะมีคา่ เท่ากับ VK
จ. การเปลีย่ นแปลงของกระแสมาจากการลดขนาดแรงดันและแรงดนั ทต่ี กคร่อมไดโอดขณะท่ี
ไดโอดนากระแสจะมีคา่ เท่ากับที่แหลง่ จ่าย

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 82

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

7. ขอ้ ใดเป็นรูปสญั ญาณเอาท์พุตของวงจรตัดรปู คลน่ื แบบขนาน จากวงจรดงั แสดงในรปู ที่ 3

R +
+

Vi D1 VO

--

รูปท่ี 2 วงจรประกอบโจทยข์ ้อท่ี 7

VO
+V

0 t

ก. -V
VO
+V

0T Tt
2

ข. -V
VO
+V

0T t
2

ค. -V
VO
+V

0T Tt
2

ง. -V
VO
+V

จ. 0 T Tt
-V 2

8. คุณสมบัตขิ องไดโอดขณะทีไ่ ด้รบั แรงดนั ไบอัสตรงตรงกับข้อใด
ก. กระแสไหลผา่ นไดโอดได้
ข. ไมเ่ กิดเป็นแบตเตอรีส่ มมุติ หรือดพี ลีช่นั รจี ินข้นึ ทบี่ ริเวณรอยต่อ
ค. มีกระแสไหลท่ีเกดิ จากพาหะข้างนอ้ ยในสารกึ่งตัวนาพแี ละเอ็น
ง. มีกระแสไหลทีเ่ กดิ จากพาหะข้างมากในสารกงึ่ ตัวนาพีและเอน็ ซึ่งมีค่าน้อยมาก
จ. มกี ระแสไหลกลบั ทิศทางจากเดิมและมีคา่ มาก

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 83

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

9. การเลอื กใชง้ านไดโอดเพื่อใหส้ ามารถทนแรงดนั ไฟตรงไบอสั กลับสงู สุดโดยไม่พงั เราจะตอ้ งพิจารณา
จากคา่ ใดในคู่มือใช้งานไดโอด

ก. VD
ข. VDS
ค. VF
ง. VR
จ. VFS

10. จากวงจรดงั แสดงในรปู ท่ี 2 จงหาค่าแรงดนั เอาทพ์ ตุ VO

Vi C = 1mF
10 V
+
f =1,000 Hz + +

0 t1 t2 t3 t4 t D R VO
5V 100 k
Vi
-
-20 V --
T

รูปที่ 3 วงจรประกอบโจทย์ขอ้ ที่ 10

ก. 20 V
ข. 25 V
ค. 30 V
ง. 35 V
จ. 41 V

11. จากวงจรดงั แสดงในรูปที่ 6 เปน็ วงจรเรียงกระแสแบบใด RL VO

220V T1 A D1

B
D2

0V C

รูปที่ 4 วงจรประกอบโจทย์ขอ้ ที่ 11

ก. วงจรเรียงกระแสคร่ึงคล่ืน
ข. วงจรเรยี งกระแสเต็มคล่ืน
ค. วงจรเรยี งกระแสเต็มคลน่ื แบบบรดิ จ์
ง. วงจรเรียงกระแสเต็มคลนื่ แบบชนดิ ใชห้ ม้อแปลงที่ไม่มเี ซนเตอรแ์ ทป
จ. วงจรเรยี งกระแสเต็มคลนื่ แบบชนิดใช้หม้อแปลงท่ีมีเซนเตอร์แทป

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 84

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

12. ขอ้ ใดเปน็ รปู สัญญาณเอาทพ์ ุตของวงจรตดั รูปคลน่ื แบบอนุกรมจากวงจรดังแสดงในรูปท่ี 4

Vi + D1
+V +
T t Vi
0T - R VO
2 -

-V

รูปท่ี 5 วงจรประกอบโจทยข์ ้อท่ี 12

VO t
+V Tt

0 t
Tt
ก. -V
VO
+V

0T
2

ข. -V
VO
+V

0T

ค. -V 2
VO
+V

0T
2

ง. -V

VO
+V

0T Tt
2
จ. -V

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 85

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

13. จากวงจรดงั แสดงในรูปท่ี 7 เปน็ วงจรเรียงกระแสแบบใด

220V T1 A D3
D1

D2 D4 RL VO
0V B

รปู ที่ 6 วงจรประกอบโจทย์ขอ้ ที่ 13

ก. วงจรเรยี งกระแสครึ่งคลนื่
ข. วงจรเรียงกระแสเต็มคลนื่
ค. วงจรเรียงกระแสเต็มคล่ืนแบบบรดิ จ์
ง. วงจรเรยี งกระแสเต็มคล่นื แบบชนดิ ใชห้ มอ้ แปลงที่ไม่มีเซนเตอรแ์ ทป
จ. วงจรเรียงกระแสเต็มคลน่ื แบบชนิดใช้หมอ้ แปลงที่มเี ซนเตอรแ์ ทป

14. จากวงจรดงั แสดงในรปู ท่ี 8 ถ้าป้อนแรงดนั เอซีเท่ากบั 35 V - 0 - 35V คา่ แรงดัน Vdc ทีเ่ อาท์พุตมี
คา่ เทา่ ไร

220V T1 A D1

B
D2 RL VO

0V C

รูปที่ 7 วงจรประกอบโจทย์ข้อท่ี 14

ก. 15.26 V
ข. 17.81 V
ค. 22.26 V
ง. 24.17 V
จ. 26.28 V

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 86

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

15. จากวงจรดงั แสดงในรปู ที่ 5 เม่ือป้อนสญั ญาณไฟฟา้ กระสลับจากหม้อแปลงช่วงซีกบวกเขา้ มา ข้อใด

กล่าวไดถ้ ูกตอ้ ง

C1 D2

+

VAC Vm D1 C2 VO

-

รปู ที่ 8 วงจรประกอบโจทย์ขอ้ ที่ 15

ก. ไดโอด D1 นากระแสและ ไดโอด D2 ไมน่ ากระแส
ข. ไดโอด D1 ไมน่ ากระแสและ ไดโอด D2 นากระแส
ค. ไดโอด D1 นากระแสและ ไดโอด D2 นากระแส
ง. ไดโอด D1 ไม่นากระแสและ ไดโอด D2 ไมน่ ากระแส
จ. ไมม่ ีขอ้ ใดกล่าวถูกตอ้ ง

16. จากวงจรดังแสดงในรูปท่ี 9 ถ้าป้อนแรงดันเอซเี ทา่ กบั 48 V – 0 ค่าแรงดัน Vdc ท่เี อาท์พุตมาค่า
เทา่ ไร

R1=0.1 T1 A

D1 D3

V1 D2 D4 RL VO
0V B

รปู ที่ 9 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 16

ก. 12.72 V
ข. 19.08 V
ค. 30.53 V
ง. 32.17 V
จ. 35.26 V

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 87

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

17. จากวงจรดังแสดงในรูปท่ี 10 กาหนดใหต้ าแหน่ง A มคี วามตา่ งศักย์เป็นลบ ตาแหน่ง B มคี วามต่าง
ศกั ย์เปน็ บวก ทิศทางของกระแสจะเป็นอย่างไร

220V T1 A D1

D3

D2 D4

0V B RL VO

รปู ที่ 10 วงจรประกอบโจทยข์ ้อที่ 17

ก. ตาแหนง่ A D1 RL D3 ตาแหนง่ B
ข. ตาแหน่ง A D2 RL D3 ตาแหน่ง B
ค. ตาแหนง่ B D4 RL D1 ตาแหนง่ A
ง. ตาแหน่ง B D1 RL ตาแหนง่ A
จ. ตาแหนง่ B D2 RL D3 ตาแหน่ง A
18. ถ้าเอาท์พุตของวงจรเรียงกระแสแบบครึง่ คลน่ื มคี า่ Vm = 200 V คา่ เฉลี่ยแรงดันดีซที ่ีเอาท์พุตจะมี
ค่าเท่าไร
ก. 63.66 V
ข. 87.93 V
ค. 96. 24 V
ง. 101. 31 V
จ. 127. 22 V

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Basic Semiconductor and P-N Junction 5

วิชา การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

10. ถ้านาสารก่งึ ตัวนาชนิดซิลิกอนไปใชท้ าเป็นไดโอด เราต้องจ่ายแรงดันไบอสั ตรงขนาดเท่าใดจึงจะ
ทาให้ไดโอดนากระแสได้

ก. มากกวา่ 0.3 V
ข. น้อยกวา่ 0.7 V
ค. นอ้ ยกว่า 0.3 V
ง. มากกวา่ 0.7 V
จ. มากกว่า 0 V

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 6
การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

หนว่ ยที่ 1

พ้นื ฐานสารกง่ึ ตัวนาและรอยต่อพี-เอน็
( Basic Semiconductor and P-N Junction)

เนอื้ หาสาระ
ในปัจจบุ ันอุตสาหกรรมอิเลก็ ทรอนิกส์ได้นาวัสดปุ ระเภทสารกึ่งตวั นามาใช้ในการสร้างอุปกรณ์

อิเล็กทรอนิกส์แทนการใช้อุปกรณ์ที่ใช้หลักการของหลอดสุญญากาศ ทาให้อุปกรณ์ท่ีได้มีขนาดเล็กลง
และมีน้าหนักเบา ไม่ต้องใช้ความร้อนในการอุ่นไส้หลอด มีความทนทานมากข้ึน ประหยัดพลังงานมาก
ขึ้น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยท่ัวไปจะใช้หลักการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอน ดังน้ันรายละเอียด
การทางานของอุปกรณ์ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ประเภทสารก่ึงตัวนา จึงมีความจาเป็นต้องเรียนรู้
ส่วนประกอบของอะตอม การเคล่ือนท่ีของอิเล็กตรอน พลังงานท่ีเกิดข้ึนระหว่างตัวนา ฉนวน และสาร
กึ่งตัวนา โครงสร้างของสารก่ึงตัวนาชนิดพีและสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็น และโครงสร้างของรอยต่อพี-เอ็น
การใหไ้ บอสั ตรงและการให้ไบอัสกลบั เพ่ือให้ทราบถึงการไหลของอิเลก็ ตรอนท่ีเกิดจากการให้ไบอสั

1.1 อะตอม (Atoms)
สารก่ึงตัวนาเป็นธาตุที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าระหว่างตัวนาไฟฟ้า (Conductor) และ

ฉนวนไฟฟา้ (Insulator) ซงึ่ เราสามารถแบง่ แยกได้โดยใช้ค่า ความต้านทานจาเพาะ (Resistivity; ) ซึ่ง
หาไดจ้ ากการวดั คา่ ความตา้ นทาน (R) ของวัสดทุ ม่ี ขี นาด 1 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ดงั แสดงในรปู ที่ 1.1

R


1 cm

A = 1 cm2 l = 1 cm

รปู ที่ 1.1 แสดงวัสดุท่ีมขี นาด 1 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร (cm³)

ท่ีมา : Robert Boylestad and Louis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory, Seventh

Edition: New Jersey. Prentice Hall.

เนอ่ื งจาก R∙A - cm (1.1)
 =l

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 7
การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

ดังน้นั จะไดว้ ่า IRI =  l
A

(1cm)
=  (1cm2)

= II 

เมอ่ื  = ค่าความต้านทานจาเพาะ (Resistivity) มีหน่วยเปน็ - cm

R = คา่ ความตา้ นทาน (Resistance) มีหนว่ ยเปน็ 
A = พื้นท่หี น้าตดั มหี น่วยเป็น cm2

l = ความยาว มหี น่วยเป็น cm

จากตารางที่ 1.1 เป็นการเปรียบเทียบความต้านทานจาเพาะของตัวนาที่ดีอย่างทองแดง

กับสารก่ึงตัวนา และ ฉนวนที่ดีอย่างไมกา ซึ่งทาให้ทราบว่า ฉนวนมีความต้านทานจาเพาะสูงกว่าสาร

กง่ึ ตัวนา และ สารก่ึงตัวนากม็ คี า่ ความต้านทานสงู กว่าตวั นา

ตารางท่ี 1.1 แสดงการเปรยี บเทยี บความตา้ นทานจาเพาะ

ตวั นา สารกึ่งตวั นา ฉนวน

 ≅ 10-6 - cm  ≅ 50 - cm (Ge)  ≅ 103- cm

ทองแดง (Copper)  ≅ 103- cm (Si) ไมกา (Mica)

ที่มา : Robert Boylestad and Louis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory, Seventh

Edition: New Jersey. Prentice Hall.

สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคท่ีเล็กท่ีสุดเรียกว่า อะตอม ซ่ึงเราไม่สามารถทาการสร้างข้ึน

ใหม่ แบ่งออกหรือทาลายให้สูญหายไปได้ โดยอะตอมแต่ละชนิดประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานสาคัญ

3 ชนดิ คือ 1. โปรตอน (Proton) 2. นิวตรอน (Neutron) 3. อิเล็กตรอน (Electron) โดยมีโปรตอนกับ
นิวตรอนอยู่ภายในนิวเคลียส (Nucleus) ซึ่งโปรตอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกมีค่าเท่ากับ 1.60 x 10-19
คูลอมป์ ส่วนอิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นลบเท่ากับ -1.60 x 10-19 คูลอมป์ เราจะเห็นได้ว่าจานวน

ประจุไฟฟ้าของโปรตอนและอิเล็กตรอนจะเท่ากันแต่มีทิศทางตรงข้ามกัน ส่วนนิวตรอนจะไม่มีค่าประจุ

ไฟฟา้ หรอื เรยี กไดว้ ่าเป็นกลางทางไฟฟ้านัน่ เอง โครงสรา้ งของอะตอม ดงั แสดงในรปู ท่ี 1.2

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 8
การวเิ คราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น
การเคล่อื นทีข่ องอเิ ล็กตรอน
นวิ เคลียส

รูปท่ี 1.2 รูปแสดงโครงสร้างของอะตอม

ท่มี า : สุคนธ์ พ่มุ ศรี. การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์. พมิ พค์ รัง้ ท่ี 1. นนทบุรี: ศนู ย์ส่งเสริมอาชีวะ, 2558.

ทองแดงนับไดว้ ่าเป็นตัวนาท่ีดี ซึ่งเมอื่ พิจารณาไปที่ โครงสร้างอะตอม ดังแสดงในรูปที่ 1.3 โดย
เราจะเห็นว่านิวเคลียสของอะตอมจะประกอบไปด้วยโปรตอนจานวน 29 ตัว (ประจุบวก) เม่ืออะตอม
ของทองแดงมีความเป็นกลางทางประจุไฟฟ้าจะมี อิเล็กตรอน 29 ตัว (ประจุลบ) โคจรอยู่รอบ ๆ
นิวเคลียส โดยจะมีจานวน 2 ตวั ในวงโคจรแรก 8 ตวั ในวงโคจรทส่ี องมี 18 ตัวในวงโคจรท่ีสาม และ 1
ตัวในวงโคจรนอกสุด ในด้านอิเล็กทรอนิกส์วงโคจรวงนอกสุดของอะตอมมีช่ือเรียกว่า วงโคจรวาเลนซ์
(Valence Orbit) โดยวงโคจรวาเลนซ์นี้จะเป็นวงโคจรทคี่ วบคุมคณุ สมบัติทางไฟฟ้าของอะตอม ซ่ึงถือได้
ว่าเป็นวงโคจรทมี่ คี วามสาคญั ในการนามาประกอบการพิจารณาว่า สสาร ชนิดน้ันมีคุณสมบัติทางไฟฟ้า
เป็น ตัวนา สารก่ึงตัวนา หรือ ฉนวน

- - - -- -- -
- -- -
-- -- -- ------
- -- --
--
-- - - +29 ---- --
- --
- - -- - -
--
- - - --



รปู ที่ 1.3 แสดงโครงสร้างอะตอมของทองแดง

ทีม่ า : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.
New York: McGraw-Hill, 2007.

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 9
การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

เนือ่ งจากแรงดงึ ดูดระหว่างแกนกลางของอะตอมหรือนวิ เคลยี ส กับอเิ ลก็ ตรอนท่ีโคจรอยู่วงนอก
สดุ มีค่าน้อยมากจึงทาให้พลังงานจากภายนอกสามารถกระทาให้อิเล็กตรอนในวงโคจรนอกสุดหลุดออก
จากวงโคจรของอะตอมได้อย่างง่ายดาย จึงเป็นเหตุผลที่เราเรียกอิเล็กตรอนในวงโคจรวงนอกสุดนี้ว่า
อิเล็กตรอนอิสระ (Free Electron) นั่นแสดงให้เห็นว่า ทองแดงเป็นตัวนาท่ีดี เพราะเราใช้พลังงาน
กระทาเพียงเล็กน้อยก็สามารถทาให้เกิดการเคล่ือนที่ของอิเล็กตรอนจากอะตอมหน่ึงไปยังอีกอะตอม
หน่งึ ทอ่ี ยู่ถดั ไปได้

1.2 สารกงึ่ ตัวนา (Semiconductors)
อะตอมของตวั นาท่ีดี เช่น เงิน ทองแดง และทอง จะมีจานวนอิเล็กตรอนวงนอกสุดเพียง 1 ตัว

ในขณะทอี่ ะตอมของฉนวนท่ีดี จะมีจานวนอเิ ลก็ ตรอนวงนอกสุด 8 ตัว สาหรบั สารกึ่งตวั นา จะเป็นสสาร
ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนากับฉนวน ซ่ึงเราพบว่าอะตอมของสารก่ึงตัวนาท่ีดี จะมีจานวน
อิเล็กตรอนในวงโคจรวงนอกสุดเท่ากับ 4 ตัว

สารก่ึงตัวนาเจอร์เมเนียม (Germanium) เป็นตัวอย่างหนึ่งของสารก่ึงตัวนาที่มีจานวน
อิเล็กตรอนจานวน 32 ตัว ในวงโคจรนอกสุดมีจานวน 4 ตัว ในอดีต สารเจอร์เมเนียมเป็นเพียงสารก่ึง
ตัวนาชนิดเดียวท่ีเหมาะสาหรับการนามาทาเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สารก่ึงตัว แต่ด้วยอุปกรณ์ท่ีทา
จากสารกึ่งตัวนาเจอร์เมเนียม ยังมีข้อเสียในเรื่องการไหลของกระแสไหลย้อนกลับ (Reverse Leakage
Current) ที่มากเกินไป โดยทางด้านวิศวกรรมยังไม่สามารถแก้ปัญหาได้ ซึ่งในท่ีสุดก็มีการพัฒนาสร้าง
สารก่ึงตัวนาท่ีมีช่ือว่าซิลิกอน (Silicon) เพื่อนามาประยุกต์ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ กันอย่างแพร่หลาย
จึงทาให้อุปกรณ์สารก่ึงตัวนาที่ทาจากสารเจอร์เมเนียม ไม่ได้รับความนิยมในการนามาใช้งานในยุค
ปัจจุบนั

-- - -- -- -- -- --
4 -- -- -- --
- -- ----
-- --- -- ------ -- -- +32 ---- -- -- -
- - - - - -- - +14 - -
-- -- -- -- --
-- --- -- -- -

(ก) ซิลกิ อน (ข) เจอรเ์ มเนยี ม

รปู ที่ 1.4 แสดงโครงสร้างอะตอมของซลิ ิกอน และเจอรเ์ มเนียม

ทม่ี า : นภัทร วัจนเทพพินทร.์ อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส.์ ปทมุ ธาน:ี สกายบกุ๊ ส์, 2538.

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 10
การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

สารก่ึงตัวนาซิลิกอนเป็นสารท่ีมีองค์ประกอบท่ีเหมาะสมมากท่ีสุดในการนามาทาเป็นสารกึ่ง
ตวั นาแตก่ ็มีปัญหาอย่บู ้างในการผลิต จึงทาให้ไม่สามารถใช้สารซิลิกอนทาเป็นสารก่ึงตัวนาในช่วงแรก ๆ
แตใ่ นทสี่ ุดปัญหานี้กถ็ กู แก้ไขได้อยา่ งรวดเร็ว จึงทาให้สารซิลิกอนถูกเลือกมาทาเป็นอุปกรณ์สารก่ึงตัวนา
เพือ่ ใช้งานในวงการอเิ ล็กทรอนิกสย์ คุ ใหม่ท้ังทางด้านการส่ือสารและคอมพวิ เตอร์

1.3 วงโคจรของอิเล็กตรอน และระดบั พลังงาน (Electron Orbits And Energy Levels)
ภายในอะตอมของวตั ถหุ รอื สสารจะมีอเิ ล็กตรอนเคลอื่ นท่ีอยู่รอบ ๆ นิวเคลียส โดยอิเล็กตรอนจะ

มีการเคลื่อนท่ีในแต่ละวงตามระดับพลังงาน โดยอิเล็กตรอนที่มีระดับพลังงานน้อยท่ีสุดจะอยู่ใกล้
นิวเคลียส วงโคจรวงนอกสุดของสารซิลิกอนและเจอร์เมเนียม จะมีอิเล็กตรอน 4 ตัวและมีจานวน
โฮล (Hole) 4 ตัว ในข้อกาหนดในการบรรจุอิเล็กตรอนลงในวงโคจรนี้ อิเล็กตรอนที่โคจรในวงนอกสุด
จะมจี านวนอเิ ล็กตรอนไดม้ ากสดุ ไม่เกิน 8 ตวั

ภายในอะตอมของสารท่ีมีอิเล็กตรอนว่ิงเคลื่อนท่ีอยู่โดยรอบอิเล็กตรอนแต่ละตัวจะมีระดับ
พลังงานขึ้นอยู่กับค่า n ซึ่งค่า n เป็นเลขจานวนเต็ม เช่น 1, 2 ระดับพลังงานต่าสุดคือ n = 1 ระดับ
พลังงานสูงขึ้นไปคือ n = 2, 3 ข้ึนไปตามลาดับ ระดับพลังงานนี้แบ่งเป็นวง (Shell) ซ่ึงให้ช่ือเป็น
ตัวอักษรเรยี งกันดังน้ี K L M N O P Q ดังแสดงในรูปที่ 1.5

ระดับพลังงานถ้ามีค่า n น้อยสุดหมายถึงวงอยู่ใกล้นิวเคลียสมากท่ีสุด ดังน้ันจึงต้องใช้พลังงาน
จากภายนอกมากข้นึ เพือ่ ท่จี ะเอาชนะแรงดงึ ดูดระหว่างนวิ เคลยี สกบั อเิ ลก็ ตรอนนี้ได้ ค่าแรงดึงดูดจะแปร
ตามกาลังของระยะหา่ งระหวา่ งวงน้ันกบั นวิ เคลยี ส

+ KK LL MM NNOOPPQQ

รปู ท่ี 1.5 วงโคจรอเิ ล็กตรอนรอบนวิ เคลยี ส

ที่มา : สคุ นธ์ พุ่มศรี. การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์. พิมพ์ครง้ั ที่ 1. นนทบุรี: ศนู ยส์ ่งเสริมอาชวี ะ, 2558.

การหาจานวนอเิ ล็กตรอนในแต่ละวง (Shell) หาได้จากสูตรจานวนอิเลก็ ตรอน ในแตล่ ะวง = 2n2
วงโคจร K ค่าของ n = 1 จึงมีอเิ ล็กตรอนได้สงู สุดเทา่ กบั 2 x (12) = 2 ตัว โดยมชี ้นั ยอ่ ยเพยี ง 1 ช้นั
วงโคจร L ค่าของ n = 2 จึงมอี ิเล็กตรอนได้สงู สดุ เทา่ กับ 2 x (22) = 8 ตวั โดยมีชนั้ ยอ่ ยเพยี ง 2 ช้ัน
วงโคจร M ค่าของ n = 3 จงึ มีอิเล็กตรอนไดส้ งู สุดเท่ากบั 2 x (32) = 18 ตัว โดยมชี ้นั ยอ่ ยเพยี ง 3 ชัน้

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 11
การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

วงโคจร N คา่ ของ n = 4 จึงมีอิเลก็ ตรอนไดส้ งู สดุ เท่ากับ 2 x (42) = 32 ตวั โดยมชี น้ั ยอ่ ยเพียง 4 ช้นั
วงโคจร O ค่าของ n = 5 จึงมอี ิเลก็ ตรอนได้สูงสดุ เทา่ กับ 2 x (52) = 50 ตวั โดยมชี ัน้ ยอ่ ยเพยี ง 5 ชน้ั
วงโคจร P คา่ ของ n = 6 จงึ มีอเิ ล็กตรอนไดส้ งู สดุ เท่ากับ 2 x (62) = 72 ตวั โดยมชี ัน้ ยอ่ ยเพียง 6 ช้นั
วงโคจร Q คา่ ของ n = 7 จึงมีอิเลก็ ตรอนได้สงู สุดเทา่ กับ 2 x (72) =98 ตวั โดยมชี ้นั ยอ่ ยเพียง 7 ช้นั

ในอะตอมของสารซลิ กิ อน จะประกอบดว้ ยโปรตอน และอิเล็กตรอนจานวน 14 ตัว ดังแสดงใน

รูปที่ 1.4 โดยท่ีวงโคจรแรกมีจานวนอิเล็กตรอน 2 ตัว วงโคจรที่ 2 มีจานวนอิเล็กตรอน 8 ตัว และที่

สาคญั คอื วงโคจรวงนอกสุดมีจานวนอเิ ลก็ ตรอน 4 ตัว นน่ั แสดงให้เห็นว่า สารซิลิกอนเปน็ สารกึ่งตัวนา

1.4 แถบพลังงาน (Energy Bands)
จากโครงสร้างอะตอมของสารซิลกิ อนจะเห็นว่ามีวงโคจรทีม่ ีอิเลก็ ตรอนเคลื่อนท่ีอยูน่ ้นั ได้แก่
วงโคจรที่ 1 (1st Band) หรอื ช้ัน K จะมีอิเล็กตรอน 2 ตวั
วงโคจรท่ี 2 (2nd Band) หรือชนั้ L จะมีอิเล็กตรอน 8 ตัว
วงโคจรท่ี 3 เป็นวงโคจรวงนอกสุด (Valence Band) จะมีอิเล็กตรอนวงนอกสุด (Valence

Electron) 4 ตวั แตล่ ะชั้นของวงโคจรจะถกู กันดว้ ยชอ่ งว่างพลังงาน (Energy Gaps) ซึ่งเป็นบรเิ วณท่ีไม่มี
อเิ ลก็ ตรอนโคจรดงั แสดงในรูปท่ี 1.6

พลังงาน

แถบความนา

ชอ่ งว่างพลังงาน แถบวาเลนซ์
(ไม่มอี ิเลก็ ตรอน) แถบช้ันที่ 2
แถบชัน้ แรก

รูปท่ี 1.6 แสดงไดอะแกรมของแถบพลงั งานของอะตอมซลิ ิกอนในสภาวะที่ไม่มกี ระแสไฟฟา้ ไหลผ่าน

ท่ีมา : นภัทร วจั นเทพพินทร.์ อปุ กรณอ์ ิเลก็ ทรอนกิ ส์. สกายบุ๊กส์, 2538. หนา้ 14.

จากรูปท่ี 1.6 ด้านบนของวงโคจรชั้นนอกสุดคือ แถบการนาไฟฟ้า (Conduction Band) ใน
วตั ถใุ ด ๆ ที่มกี ระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นได้ หมายความว่า จะเกิดมอี เิ ล็กตรอนหลุดออกจากช้ันต่าง ๆ เข้าสู่วง
โคจรแถบการนาไฟฟ้านไ้ี ด้กต็ อ่ เม่ือมีพลังงานมากระทาต่ออะตอมของสารซิลิกอน

ตัวอย่างเช่น เม่ือให้พลังงานความร้อนกระทาต่ออะตอมของสารซิลิกอน ถ้าพลังงานความร้อน
มากและสามารถเอาชนะแรงยึดเหน่ียวของอเิ ล็กตรอนวงนอกสุด จะสามารถทาให้อิเล็กตรอนวงนอกสุด
หลุดออกจากวงโคจรกลายเป็นอิเล็กตรอนอิสระ (Free Electron) วิ่งเข้าสู่แถบการนาไฟฟ้ากลายเป็น
กระแสไฟฟ้า และตาแหนง่ ที่อิเล็กตรอนหลดุ ออกมาจะเกดิ ช่องวา่ งเรียกว่า โฮล ดังแสดงในรูปที่ 1.7

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 12
การวเิ คราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

สารก่ึงตัวนาซิลิกอน และเจอร์เมเนียม เนื่องจาก โครงสร้างอะตอมของเจอร์เมเนียมมีจานวน
อิเล็กตรอน 32 ตัว มีวงโคจรถึง 4 ช้ัน มากกว่าซิลิกอนซ่ึงมีจานวนอิเล็กตรอน 14 ตัว จึงทาให้เมื่อ
เจอร์เมเนียมได้รับพลังงานจากภายนอก จะทาให้อิเล็กตรอนในอะตอมของเจอร์เมเนียมหลุดออกจาก
โคจรเปน็ อเิ ลก็ ตรอนอิสระได้ง่ายกว่าอะตอมของซิลิกอน จึงเป็นผลให้ในการสร้างอุปกรณ์ท่ีนาไปใช้งาน
ในท่อี ณุ หภูมิสูง ๆ จึงนิยมใช้ซิลิกอนมากกว่าเจอร์เมเนียม



2


รปู ที่ 1.7 แสดงการเกิดอิเล็กตรอนอสิ ระและโฮลในอะตอมของซิลิกอน

ท่มี า : นภัทร วจั นเทพพนิ ทร์. อปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส.์ ปทมุ ธาน:ี สกายบุ๊กส์, 2538.

ความแตกต่างระหว่างคุณสมบัติท้ัง 3 อย่างของสสาร พิจารณาได้จากช่องว่างของพลังงาน
(Energy Gap) ระหว่างแถบความนาไฟฟ้า (Conduction Band) และชั้นนอกสุดของวงโคจรอะตอม
(Valance Band) วัสดุที่เป็นฉนวนจะมีช่องว่างของพลังงานมากท่ีสุดแสดงว่า การเกิดอิเล็กตรอนอิสระ
ยากมากจึงไม่มีกระแสไหลได้ในวัสดุท่ีเป็นฉนวน สาหรับสารกึ่งตัวนาช่องว่างของพลังงานจะแคบกว่า
ฉนวนแสดงว่า อิเล็กตรอนอิสระเกิดข้ึนในแถบความนาได้เมื่อได้รับพลังงานจากภายนอก และตัวนาจะ
ไม่มชี ่องว่างของพลงั งาน แต่แถบความนาจะซ้อนอยู่กับแถบของวงโคจรนอกสุดของอะตอม ดังแสดงใน
รูปท่ี 1.8

พลังงาน พลังงาน พลังงาน

แถบความนา

ช่องวา่ ง แถบความ แถบความนา
ชอ่ งว่างพนลางั งาน ส่วนท่ีทับกัน
พลังงาน
แถบวาเลนซ์ แถบวาเลนซ์ แถบวาเลนซ์

(ก) แถบพลงั งานของฉนวน (ข) แถบพลังงานของกึ่งตวั นา (ค) แถบพลงั งานของตวั นา

รูปท่ี 1.8 แสดงแถบพลังงานในสสาร ทงั้ 3 ชนิด

ทีม่ า : นภทั ร วัจนเทพพินทร.์ อปุ กรณอ์ ิเลก็ ทรอนกิ ส.์ ปทมุ ธาน:ี สกายบุ๊กส,์ 2538.

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 13
การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

1.5 สารก่ึงตวั นาชนดิ เอน็ และชนดิ พี (N-Type and P-Type Semiconductors)
ผลกึ ซิลกิ อน(Silicon Crystals)

Si

Si Si Si

Si

รปู ท่ี 1.9 แสดงโครงสร้างอะตอมของผลึกซลิ ิกอน (Silicon Crystals)

ทมี่ า : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.
New York: McGraw-Hill, 2007.

เมื่ออะตอมของซิลิกอนรวมกัน จะอยู่ในรูปแบบของของแข็ง โดยจะเรียงตัวกันอย่างเป็น
ระเบยี บ มีลกั ษณะทเี่ รียกวา่ ผลึก ซงึ่ อเิ ล็กตรอนทอี่ ยู่ในวงโคจรวงนอกสุดของอะตอม จะเกิดการรวมตัว
กันกับอิเล็กตรอน ท่ีอยู่ในวงโคจรวงนอกสุดของอะตอมที่อยู่ข้างเคียง เรียกว่า อิเล็กตรอนร่วม (Share
Electrons) เพื่อใหเ้ ขา้ ใจได้ง่ายข้ึน ให้พิจารณาได้จากรูปที่ 1.9 แสดงให้เห็นว่าอะตอมที่อยู่ตรงกลางจะ
มีอะตอมข้างเคียงท่ีมีอิเล็กตรอนร่วมกันอยู่ 4 อะตอม ซ่ึงเดิมอะตอมที่อยู่ตรงกลาง จะมีจานวน
อิเล็กตรอนในวงโคจร วงนอกสุดเท่ากับ 4 ตัว แต่เม่ือมีการรวมตัวกันของอะตอม จึงทาให้มีจานวน
อิเลก็ ตรอนเพม่ิ ขน้ึ มาอกี 4 ตวั ทาใหใ้ นวงโคจรวงนอกสดุ มีอิเล็กตรอนรวมทงั้ หมด 8 ตัว

การโด๊ปสารกึ่งตวั นา (Doping a Semiconductor)
สารกึ่งตัวนาในสภาวะท่ีเป็นกลางทางไฟฟ้า ไม่สามารถนากระแสได้ดีเพราะว่า จานวนของ
อิเล็กตรอนอิสระในแถบความนา และจานวนโฮลในแถบวาเลนซ์มีน้อย แต่เม่ือนาสารก่ึงตัวนาเช่น
ซลิ ิกอนและเจอร์เมเนียม มาปรบั ปรงุ ให้มสี ภาวะการนาไฟฟ้าให้ดีขึน้ โดยกระบวนการท่ีเรียกว่า การเติม
สารเจือปน (Adding Impurities) ลงไปในผลึกสารก่ึงตัวนาบริสุทธ์ิ เพ่ือให้เกิดอิเล็กตรอนอิสระหรือ
โฮลมากขน้ึ
การโด๊ป หมายถึง การเติมอะตอมของสารเจือ ลงในผลึกสารเจอร์เมเนียม หรือสารซิลิกอนที่
บริสุทธิ์ สารก่ึงตัวนาท่ีถูกโด๊ปแล้วเรียกว่า สารก่ึงตัวนาไม่บริสุทธ์ิ (Extrinsic Semiconductor) ส่วน
สารกงึ่ ตวั นาท่ยี ังไม่ถกู โดป๊ เรยี กวา่ สารกึง่ ตวั นาบรสิ ทุ ธ์ิ (Intrinsic Semiconductor)
การโด๊ปทาได้โดยการหลอมสารเจอร์เมเนียม หรือสารซิลิกอนบริสุทธ์ิให้ละลายแล้ว จึงเติม
สารเจือปนให้ผสมลงในเน้ือเดียวกัน สารเจือปนท่ีเติมลงไปน้ีจะต้องมีจานวนอิเล็กตรอนในวงโคจรวง
นอกสุด 3 ตัว หรือ 5 ตัว ถ้าเติมสารเจือปนที่มีจานวนอิเล็กตรอนในวงโคจรวงนอกสุดจานวน 5 ตัว
อะตอมของสาร เจือปนจะใช้วงโคจรร่วมกับอะตอมของเจอร์เมเนียม หรือซิลิกอนจานวน 4 อะตอม

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 14
การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

ซ่ึงจะมีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกับอะตอมที่อยู่ใกล้เคียงกัน (Covalent) ทาให้อิเล็กตรอนเกินไปหน่ึงตัว
ในกรณีน้ีจะทาใหอ้ ิเล็กตรอนทีเ่ กินอยู่ตัวหนึง่ ไมส่ ามารถท่ีจะเข้าร่วมกันได้ อิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า
อิเล็กตรอนอิสระ (Free Electron) อะตอมของสารเจือปนท่ีเติมลงไปเรียกว่า สารเจือปนผู้ให้ (Donor
Impurity)



Si

Si Sb Si

Si

รปู ท่ี 1.10 แสดงการโดป๊ พลวงให้กับซิลกิ อนบริสุทธทิ์ าใหเ้ กิดสารกง่ึ ตัวนาชนดิ เอ็น
โดยท่ี Sb คอื พลวง และ Si คอื ซิลิกอน

ทม่ี า : http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_1.html

การสร้างสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็น (N-Type) ทาได้โดยการนาสารกึ่งตัวนาบริสุทธ์ิมาเติมอะตอม
ของสารอื่นๆ เข้าไปเจือปน ซึ่งจะทาให้จานวนอะตอม และโฮลเปลี่ยนแปลงไป การสร้างสารก่ึงตัวนา
ชนิดเอ็น ทาได้โดยเติมสารเจือปนท่ีมีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 5 ตัว เช่นสารหนู ฟอสฟอรัส หรือพลวงดัง
แสดงในรปู ท่ี 1.10

จากรูปที่ 1.10 เป็นการเติมสารเจือปนพลวง (Sb) เข้าไปในซิลิกอนบริสุทธ์ิจะเห็นว่า อะตอม
ของซลิ กิ อนจานวน 4 อะตอม จับวงโคจรของอิเล็กตรอนวงนอกสุดของพวงจานวน 4 ตัว รวมกันเป็น 8
ตวั (ซึ่งคณุ สมบัติของอิเล็กตรอนวงนอกสดุ จะมีได้เพียง 8 ตัวเท่านนั้ ) ทาให้อิเล็กตรอนวงนอกสุดของพวง
เหลือเป็นอิเล็กตรอนอิสระ 1 ตัว เกิดเป็นสารก่ึงตัวนาซิลิกอนชนิดเอ็น (N-Type) ในสารกึ่งตัวนาชนิด
เอ็นจะมีจานวนอิเล็กตรอนอิสระมากกว่าโฮล อิเล็กตรอนเหล่าน้ีเรียกว่า พาหะข้างมาก ส่วนโฮลที่มี
จานวนเลก็ น้อยในเน้ือสารก่ึงตัวนาชนดิ เอน็ เรียกว่า พาหะขา้ งนอ้ ย

ในกรณี ถ้าเติมถ้าเติมสารเจือปนท่ีมีจานวนอิเล็กตรอนในวงโคจรวงนอกสุดจานวน 3 ตัว
อะตอมของสารเจือปนจะใชว้ งโคจรร่วมกบั อะตอมของเจอร์เมเนียม หรือซิลิกอนจานวน 4 ตัว โดยการ
ใช้อิเล็กตรอนร่วมกับ อะตอมที่อยู่ใกล้เคียงกัน (Covalent) จึงทาให้ขาดอิเล็กตรอนไปตัวหนึ่งโดยเกิด
เป็นที่ว่างเรียกว่า โฮล ลักษณะของสารก่ึงตัวนาแบบน้ีจะสามารถรับอิเล็กตรอนจากภายนอกได้อีก
เพื่อให้จานวนอิเล็กตรอนมีครบจานวน 8 ตัว สารเจือปนน้ีเรียกว่า สารเจือปนผู้รับ (Accepter
Impurity)

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 15
การวิเคราะห์วงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

Si
Si B Si
Si

รูปท่ี 1.11 แสดงการโดป๊ โบรอนเขา้ ไปในอะตอมของซิลกิ อนบรสิ ุทธิท์ าให้เกดิ
สารก่งึ ตวั นาชนดิ พี โดยท่ี B คือ โบรอน และ Si คือ ซิลกิ อน

ท่ีมา : http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_1.html

จากรูปที่ 1.11 แสดงให้เห็นว่าในการสร้างสารกึ่งตัวนาชนิดพี (P-Type ) ทาได้โดยการเติม
สารเจือปนที่มีอิเล็กตรอนวงนอกสุดเท่ากับ 3 ตัว เช่น อะลูมิเนียม โบรอน แกลเลียม ลงไปในสารกึ่ง
ตัวนาบริสุทธ์ทิ าใหเ้ กิดการยึดเหน่ียวของอะตอมใหม่จับกันที่อิเล็กตรอนวงนอกสุดได้เพียง 3 ตัว เท่านั้น
จึงเกิดโฮลขึ้น 1 ตัว เกิดเป็นสารก่ึงตัวนาซิลิกอนชนิดพี (P-Type) ดังน้ันในสารกึ่งตัวนาชนิดพีจึงมีโฮล
เป็น พาหะขา้ งมากและมีอเิ ล็กตรอนเปน็ พาหะข้างน้อย

1.6 รอยตอ่ พี-เอ็น (P-N Junction)
เม่ือนาสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็น และชนิดพี มาวางต่อกัน บริเวณรอยต่อของสารก่ึงตัวนาทั้งสอง

เรียกว่า รอยต่อพี-เอ็น (P-N Junctions) ซ่ึงมีการนากระแสในสภาวะต่าง ๆ มาพัฒนาเป็นอุปกรณ์
อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ เชน่ ไดโอด และทรานซิสเตอร์ เปน็ ตน้

สารกึ่งตัวนาชนิดพีและสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็นมีจานวนพาหะข้างมากท่ีต่างกัน ในสารกึ่งตัวนา
ชนิดพีมีพาหะข้างมากคือ โฮล ส่วนสารชนิดเอ็นมีพาหะข้างมากคือ อิเล็กตรอนอิสระ ท่ีบริเวณรอยต่อ
เน้ือสารก่ึงตัวนาชนิดพี และเนื้อสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็น จะเกิดการเคล่ือนที่ของอิเล็กตรอน และโฮลผ่าน
รอยต่อเข้าหากัน ซึ่งโดยธรรมชาติแล้ว อิเล็กตรอนจะเคล่ือนที่เข้าหาโฮล การรวมตัวกันจะเกิดข้ึน
บริเวณรอยต่อ พี-เอ็นเท่านั้น และเมื่อเกิดการรวมตัวดังกล่าว จะทาให้เกิดไอออนซ่ึงแสดงสภาพประจุ
ไฟฟ้าบวก และลบข้ึนบริเวณรอยต่อพี - เอ็น ทาให้เกิดศักย์ไฟฟ้าขึ้นท่ีรอยต่อพี - เอ็น ศักย์ไฟฟ้าน้ีจะ
ค่อย ๆ เพ่ิมขึ้นจนเกิดปฏิกิริยาการเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอนอิสระรวมตัวกับโฮลหยุดลง และบริเวณท่ีมี
ไอออนบวกและไอออนลบดงั กล่าวจะไม่มีประจทุ ่เี ปน็ พาหะ (อิเล็กตรอนอิสระและโฮล) เหลืออยู่จึงเรียก
บริเวณดงั กลา่ ววา่ บริเวณปลอดพาหะ (Depletion Region) ดงั แสดงในรูปท่ี 1.14

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 16
การวเิ คราะหว์ งจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

การเกิดไอออนบวกและไอออนลบที่บริเวณปลอดพาหะเป็นผลทาให้เกิดความต่างศักย์ขึ้นท่ี

บริเวณรอยต่อของสารก่ึงตัวนาชนิดพีและชนิดเอ็น เรียกว่า Barrier Potential ความต่างศักด์ินี้ท่ี
อุณหภูมิ 25oC จะมีค่าประมาณ 0.7 V สาหรับสารกึ่งตัวนาซิลิกอน และ 0.3 V สาหรับสารก่ึงตัวนา

เจอร์เมเนียมและถ้าอุณหภมู ิของรอยต่อสูงขนึ้ คา่ ความตา่ งศักดนิ์ ้ี จะมีค่าลดลง

+- + + +- --- -
++-+-+- ++-+-+- n-++-+-+ -++-+-+
- -
+- ++ +-
+- - - +-
p
+ +
--
+ +++
- ---

สารก่งึ ตวั นาชนดิ พี สารก่งึ ตวั นาชนดิ เอ็น

รปู ที่ 1.12 แสดงสารกึง่ ตัวนาชนดิ พี และสารกง่ึ ตวั นาชนิดเอ็น

ท่ีมา : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.

New York: McGraw-Hill, 2007.


- - -+ + +
- --- + +++
- - -+ + + + + n+ +
- + +++
+ +++
- - p -

- - -++ +
- ---
- - -+-+ +
-
- -

สารกึ่งตัวนาชนดิ พี สารก่ึงตวั นาชนดิ เอน็

รูปที่ 1.13 แสดงการเกิดไอออนบรเิ วณรอยต่อพี-เอน็

ทม่ี า : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.

New York: McGraw-Hill, 2007.

Depletion Region
- - -+ + +

- ---
+ +++
- - -+ + +
- + + n+ +
+ +++
- - p -

- - -++ +
- ---
- - -+-+ +
- + +++
- -

สารกงึ่ ตวั นาชนิดพี สารกงึ่ ตวั นาชนิดเอ็น

รูปที่ 1.14 การเกิดบรเิ วณปลอดพาหะ (Depletion Region) ที่รอยต่อพี-เอน็

ทม่ี า : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.
New York: McGraw-Hill, 2007.

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 17
การวิเคราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

ไดอะแกรมพลังงานของรอยต่อพี-เอ็น เมื่อนาสารก่ึงตัวนาชนิดพีและชนิดเอ็นมาวางต่อติดกัน

ในสภาวะเร่ิมต้นอิเล็กตรอนอิสระจะข้ามรอยต่อพี-เอ็น วิ่งไปสู่สารกึ่งตัวนาชนิดพี อิเล็กตรอนอิสระ

บางส่วนท่ีวิ่งอยู่ในแถบความนาไฟฟ้าจะถูกโฮลดึงดูดเข้ารวมตัวกันและเกิดไอออนบวก และลบขึ้นที่

รอยต่อพ-ี เอ็น ดงั แสดงในรปู ที่ 1.15

พลังงาน รอยต่อพี-เอน็

แถบความนา
แถบวาเลนซ์

สารก่งึ ตัวนา สารกึง่ ตวั นา

รปู ท่ี 1.1ช5นไิดดพอี ะแกรมพลังงานของรอยชตน่อิดเพอี-น็ เอน็ ในสภาวะเร่มิ ตน้

ท่ีมา : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.

New York: McGraw-Hill, 2007.

เม่ือเวลาผ่านไปการรวมตัวกันของอิเล็กตรอนอิสระกับโฮลบริเวณรอยต่อพี-เอ็นมากขึ้นจนเกิด
ความตา่ งศกั ยข์ ้นึ ที่รอยตอ่ และเมื่อปฏิกิริยาการรวมตัวหยดุ ลงในสภาวะสมดุลย์ บริเวณรอยต่อพี-เอ็นจะ
เกิดเป็นบริเวณปลอดพาหะขึน้ ซ่ึงเปน็ บริเวณที่มีความตา่ งศกั ยก์ นั ในแถบความนาไฟฟ้า ดังแสดงในรูปที่
1.16

Depletion Layer

p
n

รูปท่ี 1.16 ไดอะแกรมพลังงานของรอยต่อพี-เอน็ ในสภาวะหลังเกิด Depletion layer

ทมี่ า : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.
New York: McGraw-Hill, 2007.
นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 18
การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

1.7 การไบอสั (Bias) รอยต่อพี-เอ็น (P-N Junction)
การไบอสั คือ การจ่ายแรงดันจากแหล่งจ่ายภายนอกให้กับรอยต่อพี-เอ็น เพ่ือควบคุมการไหล

ของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านรอยต่อพี-เอ็น โดยลักษณะการไบอัสให้รอยต่อพี-เอ็น มีอยู่ 2 ลักษณะ
ด้วยกันคอื การจา่ ยไบอสั ตรง (Forward Bias) และการจา่ ยไบอัสกลบั (Reverse Bias)

ลักษณะการจา่ ยไบอสั แตล่ ะแบบสามารถอธบิ ายไดด้ ังต่อไปน้ี
1.7.1 การจา่ ยไบอสั ตรง (Forward Bias)
ลักษณะการจ่ายไบอัสตรงคือ การจ่ายแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงโดยให้
ขั้วบวกจ่ายให้สารก่ึงตัวนาชนิดพี และจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงข้ัวลบให้กับสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็น
การให้ไบอัสแบบนีจ้ ะทาใหค้ วามต้านทานบรเิ วณรอยต่อพี-เอ็น มีค่าต่าเกดิ การไหลของกระแสไหลผ่าน
จากรูปท่ี 1.17 จะเห็นว่าเม่อื จา่ ยแรงดันไบอัสตรงให้กับรอยต่อพี-เอ็น พลังงานจากแหล่งจ่าย
ไฟฟ้ากระแสตรงที่ขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟฟ้า ไปผลักอิเล็กตรอนอิสระในสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็นทาให้เกิด
การเคล่ือนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ จากสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็นเคลื่อนที่ข้ามบริเวณรอยต่อพี-เอ็น เข้าไป
รวมกับโฮล ท่ีอยูใ่ นสารกง่ึ ตัวนาชนิดพี ในขณะเดยี วกันข้ัวไฟบวกของแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงก็จะดึง
อิเล็กตรอนให้เคลื่อนที่เข้าหา เม่ืออิเล็กตรอนเคล่ือนที่เข้ามา จะทาให้ตาแหน่งท่ีมีอิเล็กตรอนอิสระใน
สารกง่ึ ตวั นาชนดิ เอ็นว่างลง เมอ่ื ใหพ้ ลงั งานจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงต่อไปให้อิเล็กตรอนอิสระของ
อะตอมถัดไปเคลื่อนที่เข้าแทนในตาแหน่งท่ีว่างของอิเล็กตรอนอิสระ จึงเกิดการเคล่ือนท่ีของ
อิเล็กตรอนอิสระขึ้น ลักษณะเช่นน้ีเรียกว่าเกิดการไหลของกระแสไฟฟ้า กระแสนี้จะถูกเรียกว่า กระแส
อิเล็กตรอน สว่ นกระแสไฟฟ้าจะมีการไหลของกระแสไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงข้ัวบวกไปหา
แหล่งจา่ ยไฟฟ้ากระแสตรงขวั้ ลบดงั แสดงในรปู ที่ 1.17

+++ - + - - - -
+ -+- - - + -+ -n -+ -+
+++ - + -+ -+ - -+ -
- - - - + -+ -+ - -+
+ + - + IF
+ + + - + + + +
p - +
--- - +
+ + ++
---

IF ES

รูปที่ 1.17 แสดงการให้ไบอสั ตรงแกร่ อยต่อ พี –เอ็น

ทมี่ า : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.
New York: McGraw-Hill, 2007.

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 19
การวิเคราะหว์ งจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

1.7.2 การจ่ายไบอัสกลับ (Reverse Bias)
ลักษณะการจ่ายไบอัสกลับ คือข้ัวของแรงดันที่จ่ายให้รอยต่อพี-เอ็น จะตรงข้ามกับการจ่าย
ไบอัสตรง มีลักษณะดังน้ีคือ ข้ัวบวกต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็นและข้ัวลบต่ออยู่กับสารก่ึงตัวนา
ชนิดพดี งั แสดงในรปู ที่ 1.18 ทาใหเ้ กดิ ความต่างศักยข์ นึ้ ทสี่ ารกึ่งตวั นาชนดิ พเี ป็นลบ และความต่างศักย์ที่
สารก่ึงตัวนาชนิดเอ็นเป็นบวก ซ่ึงจะมีผลทาให้ โฮล ในสารก่ึงตัวนาชนิดพี เกิดการเคล่ือนท่ีเข้าหา
แหล่งจ่ายไฟฟ้าที่ข้ัวที่มีความต่างศักย์ลบ และจะทาให้อิเล็กตรอนอิสระในสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็นเกิดการ
เคลื่อนที่เข้าหาแหล่งจ่ายไฟฟ้าท่ีข้ัวที่มีความต่างศักย์บวก ส่งผลให้ช่วงของรอยต่อพี-เอ็นกว้างขึ้น
เปรียบเสมือนบรเิ วณรอยตอ่ พี-เอ็นมีค่าความต้านทานสูง จึงทาให้กระแสไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไม่สามารถ

ไหลผ่านรอยต่อพี-เอ็นได้ และถ้าหากเพ่ิมพลังงานจากแหล่งจ่ายมากข้ึนจะทาให้เกิดกระแสร่ัวไหลดัง
แสดงในรปู ที่ 1.18 ค่ากระแสร่ัวไหล (Leakege Current) หรือ IR นี้จะมีค่าเป็นไมโครแอมป์ซ่ึงมีค่าน้อย
มากลักษณะการใหไ้ บอัสแบบนี้เรียกวา่ “การจา่ ยไบอัสกลบั ”

++ + -- + + - - - -+-
-- + + -+ -+ -+
-- -+- - + + +
+ +
+ + ++ -- + + -+ -+ -
- - -- + + -+ -+
+ +p -- + + -n
+ + + +
IRev - -- -+
-- -
+ ++ + -- ++ +
- - - --
ES IR

รูปที่ 1.18 แสดงการให้ไบอัสกลบั กับรอยตอ่ พี-เอ็น

ที่มา : Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.
New York: McGraw-Hill, 2007.

สรุป

- อะตอมแต่ละชนิดประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานสาคัญ 3 ชนิด คือ โปรตอน (Proton)
นวิ ตรอน (Neutron) และอเิ ลก็ ตรอน (Electron)

- สารกง่ึ ตวั นา (Semi-Conductor) จะมจี านวนอเิ ล็กตรอนในวงโคจรวงนอกสุดเท่ากับ 4 ตัว
ได้แก่ สารกง่ึ ตวั นาเจอรเ์ มเนยี ม, สารกงึ่ ตวั นาซลิ กิ อน ที่นามามาพฒั นาเป็นอปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์เชน่
ไดโอด และทรานซสิ เตอร์

- การโด๊ปสารกึ่งตัวนา หมายถึง การเติมอะตอมของสารเจือ ลงในผลึกสารเจอร์เมเนียม หรือ
สารซิลิกอนที่บริสุทธิ์ สารก่ึงตัวนาที่ถูกโด๊ปแล้วเรียกว่า สารก่ึงตัวนาไม่บริสุทธิ์ (Extrinsic
Semiconductor) ส่วนสารกึ่งตัวนาท่ียังไม่ถูกโด๊ปเรียกว่า สารก่ึงตัวนาบริสุทธิ์ (Intrinsic
Semiconductor)

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 20
การวิเคราะหว์ งจรอิเล็กทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

- เมือ่ นาสารก่งึ ตวั นาชนิดเอน็ และชนิดพี มาวางต่อกนั บรเิ วณรอยตอ่ ของสารก่ึงตวั นาท้ังสอง
เรยี กวา่ รอยตอ่ พี-เอ็น (P-N Junctions) เนอื้ สารกง่ึ ตัวนาชนดิ พแี ละเน้ือสารก่ึงตวั นาชนดิ เอ็นจะเกดิ
การเคลื่อนทข่ี องอิเลก็ ตรอนและโฮลผ่านรอยต่อเขา้ หากนั จะทาให้เกิดไอออนซึ่งแสดงสภาพประจไุ ฟฟ้า
บวกและลบขนิ บริเวณรอยต่อพี-เอ็น ทาให้เกิดศกั ย์ไฟฟา้ ข้ึนที่รอยต่อพี-เอน็ เรียกว่า บริเวณปลอดพาหะ
(Depletion Region)

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Basic Semiconductor and P-N Junction 21

วชิ า การวเิ คราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

แบบฝกึ หดั
แบบฝกึ หัดหน่วยที่ 1 พืน้ ฐานสารก่ึงตวั นาและรอยต่อพี-เอ็น

(Basic Semiconductor and P-N Junction)

คาสั่ง จงตอบคาถามให้สมบรู ณแ์ ละถูกต้อง ใชเ้ วลาทาแบบฝกึ หัด 20 นาที (คะแนนเตม็ 6 คะแนน)

1.สสารทุกชนดิ ประกอบดว้ ยอนภุ าคทเี่ ล็กทีส่ ุดเรยี กว่าอะไร มีโครงสร้างและส่วนประกอบภายในเป็น
อยา่ งไร จงอธิบายมาใหเ้ ข้าใจ
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
....................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
....................................................................................................................................................................
2. จงอธบิ ายให้เหน็ ถงึ ความแตกตา่ งระหวา่ งสารกึ่งตัวนาชนดิ พแี ละสารก่งึ ตวั นาชนดิ เอ็น
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
3. จงอธิบายการทางานของแถบพลังงานของสสารที่เป็นฉนวน ตัวนาและสารก่ึงตัวนา พร้อมเขียน
ภาพประกอบ

............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................ ....................

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Basic Semiconductor and P-N Junction 22

วิชา การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

4. จงอธบิ ายวธิ ีการจา่ ยไบอสั ตรงให้กับรอยตอ่ พี-เอ็น และอธิบายการไหลของของกระแสไฟฟา้ ทเี่ กิดขึน้
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................ ....................
.............................................................................................................. ......................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................................... .
............................................................................................................................. .......................................
........................................................................................... .........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
5. จงอธบิ ายวธิ ีการจ่ายไบอสั กลบั ให้รอยต่อพี-เอ็น และอธิบายการไหลของของกระแสไฟฟ้าทเี่ กดิ ขน้ึ
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................................... .....................
.............................................................................................................. ......................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................................. ...
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
6. การโดป๊ สารกง่ึ ตวั นา หมายความวา่ อย่างไร และมหี ลกั การอย่างไร จงอธิบาย
............................................................................................................................. .......................................
....................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................ ....................

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 23
วชิ า การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

แบบทดสอบหลังเรียน

หน่วยที่ 1 พื้นฐานสารก่งึ ตัวนาและรอยต่อพี-เอน็
(Basic Semiconductor and P-N Junction)

คาช้ีแจง
1. จงทาเครือ่ งหมายกากบาท (X) เลือกคาตอบท่ถี ูกต้องทส่ี ุดเพยี งข้อเดียว
2. แบบทดสอบมีจานวน 10 ขอ้ ใช้เวลาทาแบบทดสอบ 10 นาที
**********************************************

1. แถบพลงั งานใดท่มี ีอิเล็กตรอนอสิ ระ
ก. แถบที่ 1
ข. แถบท่ี 2
ค. แถบวาเลนซ์
ง. แถบฉนวน
จ. แถบความนา

2. อะตอมของสารซิลิกอน มีโปรตอนจานวนเทา่ ใด
ก. 34
ข. 32
ค. 4
ง. 14
จ. 29

3. นิวเคลยี สมสี ่วนประกอบมาจากข้อใด
ก. นวิ ตรอนและอะตอม
ข. อิเล็กตรอนและโปรตอน
ค. โปรตอนและนวิ ตรอน
ง. อเิ ล็กตรอนและนวิ ตรอน
จ. อิเลก็ ตรอนและอะตอม

4. สารเจือปนท่ีมีอิเล็กตรอนวงนอกสดุ 3 ตวั เมื่อเตมิ ลงไปในซิลิคอนบริสทุ ธ์จิ ะทาใหเ้ กิดสารกึ่งตวั นา
ชนดิ ใหมค่ ือข้อใด

ก. สารกึ่งตวั นาโบรอน
ข. สารกง่ึ ตัวนาแกลเลียม
ค. สารกง่ึ ตวั นาชนดิ พี
ง. สารกึง่ ตวั นาชนดิ เอ็น
จ. สารกึง่ ตวั นาบริสุทธ์ิ

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 24
วิชา การวิเคราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

5. จดุ ประสงคข์ องการเจือปนสารทม่ี อี เิ ลก็ ตรอนวงนอกสุด 5 ตวั เพือ่ อะไร
ก. เพิ่มจานวนโฮลในสารกึ่งตวั นา
ข. ลดสภาวะการเป็นตวั นาของซลิ ิคอน
ค. เพิม่ จานวนอเิ ล็กตรอนในสารกงึ่ ตัวนา
ง. สรา้ งประจพุ าหะขา้ งนอ้ ยในสารก่งึ ตัวนา
จ. กาหนดประจุบวกในสารกงึ่ ตัวนา

6. โฮลในสารกึ่งตวั นาชนิดเอ็น คือข้อใด
ก. ประจพุ าหะข้างมากท่ีเกิดขึ้นเพราะการโด๊ป
ข. ประจพุ าหะข้างมากทเ่ี กิดข้นึ เพราะอุณหภมู ิ
ค. ประจุพาหะข้างน้อยท่เี กิดข้นึ เพราะอุณหภมู ิ
ง. ประจุพาหะขา้ งน้อยทีเ่ กิดขึน้ เพราะการโดป๊
จ. ไม่มขี อ้ ใดถกู

7. รอยต่อพี-เอ็นเกิดจากข้อใด
ก. การเกดิ ไอออน
ข. เกิดจากขอบของรอยต่อพี-เอ็น
ค. การโคจรของโปรตอนและนวิ ตรอน
ง. การรวมตัวกนั ของอเิ ลก็ ตรอนและโฮล
จ. การนาสารกึง่ ตัวนาชนิดเอ็นและพีมาวางติดกนั

8. ขอ้ ใดคือความแตกต่างของแถบพลังงานระหวา่ ง ฉนวน และสารกง่ึ ตวั นา
ก. ฉนวนและสารกง่ึ ตวั นามีแถบพลงั งานทม่ี วี าเลนซ์อเิ ลก็ ตรอนไดเ้ กนิ 8 ตวั
ข. ฉนวนและสารกึง่ ตวั นา มีแถบพลงั งานที่มีวาเลนซอ์ ิเล็กตรอนได้ไม่เกนิ 8 ตวั
ค. ฉนวนมีชอ่ งว่างพลงั งานระหว่างแถบวาเลนซ์และแถบตวั นาน้อยกวา่ สารก่งึ ตวั นา
ง. ฉนวนมชี ่องวา่ งพลังงานระหว่างแถบวาเลนซ์และแถบตัวนามากกวา่ สารกง่ึ ตวั นา
จ. ฉนวนมชี อ่ งวา่ งพลังงานระหว่างแถบวาเลนซ์และแถบตัวนาเท่ากันกบั สารกึ่งตวั นา

9. การใหไ้ บอัสตรงข้อใดถกู ต้อง

D

ก. R + V -

D

ข. R + V -

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 25
วิชา การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรยี น

D
R OSC

ค.

D
R OSC

ง.

R D +
OSC
-V

จ.

10. ถ้านาสารกง่ึ ตัวนาชนดิ ซลิ ิกอนไปใช้ทาเป็นไดโอด เราต้องจา่ ยแรงดันไบอสั ตรงขนาดเท่าใดจงึ จะทา
ให้ไดโอดนากระแสได้

ก. มากกวา่ 0.3 V
ข. มากกว่า 0.7 V
ค. น้อยกวา่ 0.3 V
ง. น้อยกวา่ 0.7 V
จ. มากกว่า 0 V

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

Basic Semiconductor and P-N Junction 26
วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)
เอกสารประกอบการเรียน

บรรณานกุ รม

เจน สงสมพันธ์ุ. เทคโนโลยีอเิ ล็กทรอนิกส์ 3 วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์. ปทุมธานี : สถาบนั
อเิ ล็กทรอนิกส์ กรุงเทพรังสติ . 2552.

นภทั ร วจั นเทพพินทร.์ อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส.์ สกายบุก๊ ส์. 2538.
ทรงพล กาญจนชชู ยั . อุปกรณส์ ารก่ึงตวั นา. กรงุ เทพฯ : จุฬาลงกรณ์มหาวทิ ยาลยั . 2556.
ธนนั ต์ ศรีสกลุ . พน้ื ฐานการออกแบบวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์. กรงุ เทพฯ: วติ ตี้ กรุป๊ . 2552.
สคุ นธ์ พมุ่ ศรี. การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์. พิมพ์ครั้งท่ี 1. นนทบรุ ี: ศนู ยส์ ่งเสริมอาชวี ะ,
2558.
สายณั ต์ ช่ืนอารมณ์. วเิ คราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์. กรงุ เทพฯ:ศูนยส์ ่งเสรมิ วิชาการ. 2552.
Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.New
York: McGraw-Hill. 2007.
Robert Boylestad and Louis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,

Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall.

http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_1.html

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Basic Semiconductor and P-N Junction 27

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

ใบงานท่ี 1.1 หนว่ ยท่ี 1

รหสั วชิ า 3105-1003 วชิ า การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนิกส์ สอนครัง้ ท่ี 1

ชอื่ หน่วย พื้นฐานสารก่ึงตวั นาและรอยต่อพี-เอ็น คาบรวม 5

ชอ่ื เรอ่ื ง คุณลักษณะการทางานของไดโอด (Diode) จานวนคาบ 3

จุดประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม (ทักษะพสิ ัย)

1. วัดหาค่าความแตกต่างของกระแสไฟฟ้าในขณะจ่ายไบอัสตรง และขณะจ่ายไบอัสกลับของ

ไดโอดไดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง

2. วัดหาค่าแรงดันและกระแสนาไปเขยี นกราฟคณุ สมบัติของตัวไดโอดได้อย่างถูกต้อง

3. วดั และทดสอบคา่ กระแสและแรงดนั ได้อยา่ งถกู ต้อง

จดุ ประสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม (จิตพิสยั ) ที่มกี ารบูรณาการตามปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพยี ง
1. ความรับผิดชอบ
2. ความมวี ินัย
3. การตรงต่อเวลา
4. ความมมี นษุ ย์สัมพนั ธ์
5. ความรู้และทักษะวิชาชพี
6. ความสนใจใฝห่ าความรู้
7. การพึง่ ตวั เอง
8. มีความเพียร
9. ร้รู กั สามคั คี
10. การแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้า

เคร่ืองมือและอุปกรณ์ 1 เคร่อื ง
1. DC Power Supply 0-30 V 1 เคร่อื ง
2. ดิจติ อลมลั ติมิเตอรห์ รือแอนะล็อกมลั ติมิเตอร์ 1 ตวั
3. ตวั ตา้ นทาน 250  2 วัตต์ 1 ตวั
4. ซิลิคอนไดโอด 1N4001 (หรือเบอรแทนทม่ี ีคณุ สมบัติใกลเคยี ง) 1 ตวั
5. เจอรเ์ มเนยี ม ไดโอด 1N34A (หรือเบอรแทนทม่ี ีคุณสมบัติใกลเคียง) 1 ตวั
6. สวิตชตดั ตอ 1 ชุด
7. แผงประกอบวงจรและสายตอวงจร

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Basic Semiconductor and P-N Junction 28

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

ลาดับขัน้ ตอนในการปฏิบตั ิใบงาน
ก. ซิลิคอนไดโอด (SILICON DIODE)

1. ตอ่ วงจรตามรปู ท่ี 1.1.1 โดยสวติ ซตดั ตอ S อยู่ในตาแหน่งเปดิ วงจร

R + mA -
250 A
+ D +
VAK
- 1N4001
K -

S
รูปที่ 1.1.1 วงจรการทดลองไดโอดขณะไบอัสตรง

2. ปรับแหล่งจ่ายให้แรงดันต่าสุดไวกอนปรับสวิตซ S ให้อยู่ในตาแหน่งปิดวงจร ทาการปรับ
แหล่งจ่ายแรงดันให้มีแรงดันตกครอมไดโอด D (VAK) = 0.7 V วัดและบันทึกคากระแสผานไดโอด (ID)
ลงในตารางท่ี 1.1.1 ในชอง ID

3. กลับขั้วไดโอด D จากรูปท่ี 1.1.1 ใหเปนไบอัสกลับ (ใชขา K ตอกับมิลลิแอมมิเตอรใชขา A
ตอ่ กับสวิตซ S) และเปลย่ี นมิลลิแอมมเิ ตอร์ (mA) เปนไมโครแอมปมิเตอร์ (µA)

4. ทดลองซ้าตามขนั้ ตอนท่ี 2 บันทึกคากระแสผานไดโอด (ID) ลงในตารางท่ี 1.1.1 ในชอง ID
5. คานวณ และบันทึกค่าความต้านทานของ ตัวไดโอดท้ังขณะไบอัสตรง และขณะไบอัสกลับ
ลงในตารางท่ี 1.1.1 ชองความตา้ นทานของไดโอด
6. ตอไดโอดตามรปู ที่ 1.1.1 อกี ครั้ง โดยให้สวติ ซ S อยใู่ นตาแหนง่ เปิดวงจร
7. ปรับมัลตมิ ิเตอร์ไปทต่ี าแหน่งยานวดั โอหม นาไปวดั ครอมตวั ไดโอด D แทนตาแหน่งของดซี ี
โวลต์มเิ ตอร์ VAK โดยตง้ั ยานวดั ของ โอหมมิเตอรให้อยูท่ ่ียาน Rx1 วัดทง้ั ขณะไบอัสตรง และขณะไบอสั
กลับบันทกึ คาลงในตารางที่ 1.1.1 ชองความตา้ นทานของไดโอด

ตารางท่ี 1.1.1 บนั ทกึ ผลการทดลองข้อ 2-7

สภาวะ VAK ID ความตา้ นทานของไดโอด

ไบอัสตรง ไบอสั ตรง =
ไบอสั กลบั =
(ขอ้ 2)

ไบอสั กลับ

(ข้อ3, 4)

วดั ด้วยโอหม์ มิเตอร์

Rx1

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Basic Semiconductor and P-N Junction 29

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

8. กอนปรับสวิตช์S ไปท่ีตาแหน่งปิดวง ใหปรับแหลงจายแรงดันไฟตรง ใหแรงดันมีค่าเท่ากับ
0 V ปรับสวติ ช S ในตาแหน่งปิดวงจรปรับแหลงจายแรงดันไฟตรง ใหมแี รงดันไบอสั ตรงตกครอมไดโอด
(VAK) ตามตารางที่ 1.1.2 ตามลาดับจากคานอยไปหาค่ามากแตละครั้งท่ีวัด และบันทึกคากระแสไหล
ผา่ นไดโอด (ID) เปนมลิ ลิแอมป (mA) ลงในตารางที่ 1.1.2 ชองกระแสไบอัส ตรงของไดโอด

9. กลับข้ัวไดโอด D ใหจายแรงดันเปนไบอัสกลับ (ใหขา A ของไดโอดตอกับสวิตช S) เปลี่ยน
มิลลิแอมปมิเตอร (mA) เปนไมโครแอมปมิเตอร (µA) สวิตช S ยังไมต่อวงจรแหล่งจ่ายแรงดันไฟตรง
ปรบั ไวท่ี 0 V และ ปลดตัวต้านทาน R ออกจากวงจรโดยตอวงจรดังรปู ที่ 1.1.2

10. ปรับสวิตช์ S ไปตาแหน่งปิดวงจร ปรับแหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงให้มีแรงดันไบอัสกลับตก
คร่อมไดโอด (VAK) ตามตารางท่ี 1.1.2 ตามลาดับจากค่าน้อยไปหาค่ามากแต่ละครั้ง วัด และบันทึก
ค่ากระแสไหลผ่านไดโอด (ID) เปนไมโครแอมป ลงในตารางท่ี 1.1.2 ชองกระแสไบอสั กลบั ของไดโอด

+ mA -

+ DK +
1N4001 VAK
-
A -

S
รปู ท่ี 1.1.2 วงจรทดลองคุณสมบตั ิของไดโอดขณะไบอสั กลบั

ตารางที่ 1.1.2 บนั ทึกผลการทดลองข้อ 8-10 กระแสไบอสั กลับ
แรงดนั ไบอัสตรง กระแสไบอสั ตรง แรงดนั ไบอสั กลับ ของไดโอด ID(mA)
ของไดโอด VAK(V) ของไดโอด ID(mA) ของไดโอด VAK(V)
00
0.1 -5
0.2 -10
0.3 -15
0.4 -20
0.5 -25
0.55 -30
0.6 -35
0.65 -40
0.7 -45
0.8 -50

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Basic Semiconductor and P-N Junction 30

วชิ า การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

ข.เจอรเ์ มเนียม ไดโอด (GERMANIUM)
11. ประกอบวงจรตามรูปที่ 1.1.3 โดยใช้สวิตซตัดตอ S อยู่ในตาแหน่งเปิดวงจร แหล่งจ่าย

แรงดนั ไฟตรง ปรับให้แรงดันเปน็ 0 V

R + mA -
250
+ A +
D VAK
- 1N34A
-
K

S
รปู ท่ี 1.1.3 วงจรการทดลองไดโอดขณะไบอสั ตรง

12. ปรับแหล่งจ่ายแรงดันไฟตรง ให้มีแรงดันไบอัสตรงตกคร่อมไดโอด (VAK) = 0.3 V วัดและ
บนั ทึกคา่ กระแสไดโอด (ID) ลงในตารางท่ี 1.3 ในช่อง (ID)

13. กลับข้ัวไดโอด D ใหเปนไบอัสกลับ (ใหขา A ของไดโอดตอกับสวิตช S) และเปลี่ยนจาก
มิลลิแอมปมเิ ตอร (mA) เปนไมโครแอมปมิเตอร (µA) และทดลองซ้าตามข้ันตอนท่ี 12 บันทึกค่ากระแส
ID ลงในตารางท่ี 1.1.3 ช่อง ID

14. คานวณ และบันทึกคาความตานทานของตัวไดโอด ทั้งขณะไบอัสตรงและขณะไบอัสกลับ
ลงในตารางที่ 1.1.3 ชองความตานทานของไดโอด

15. ใชมัลติมิเตอรตั้งยานโอหมวัดครอมตัวไดโอด D เพ่ือหาคาความตานทานของไดโอด
ท้ังขณะไบอัสตรง และขณะไบอัสกลับ โดยต้ังยานวัดของโอหมมเิ ตอรท่ียาน Rx1 บันทึกคาลงในตารางท่ี
1.1.3 ชองความต้านทานของไดโอด

ตารางที่ 1.1.3บนั ทกึ ผลการทดลองข้อ 11-15

สภาวะ VAK ID ความตา้ นทานของไดโอด

ไบอัสตรง ไบอสั ตรง =
ไบอสั กลบั =
(ขอ้ 12)

ไบอัสกลบั

(ขอ้ 13)

วัดดว้ ยโอห์มมิเตอร์

Rx1

16. กลับขวั้ ไดโอด D ใหเปนไปอสั ตรง (ใหขา A ของไดโอดตอกบั มลิ ลแิ อมปมิเตอร) สวติ ช S
ยงั ไมตอวงจร และแหลงจายแรงดันไฟตรง ปรบั ใหแรงดนั ได 0 V

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Basic Semiconductor and P-N Junction 31

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

17. ปรบั แหลงจายแรงดันไฟตรงใหมีแรงดันไบอัสตรงตกครอมไดโอด (VAK) ตามตารางที่ 1.1.4
ตามลาดบั จากคานอยไปหาคามากแตละคร้งั วดั และบันทกึ คากระแสไหลผานไดโอด (ID) เปนมิลลิแอมป
ลงในตารางที่ 1.1.4 ช่องกระแสไบอสั ตรงของไดโอด

18. ประกอบวงจรตามรปู ท่ี 1.1.4 ปรับสวิตช S อยู่ในตาแหน่งเปิดวงจร และแหลงจายแรงดัน

ไฟตรงปรับใหแรงดันได 0 V + mA - +
VAK
+ DK
1N34A -
-
A

S
รปู ท่ี 1.1.4 วงจรทดลองคุณสมบตั ิของไดโอดขณะไบอสั กลับ

19. ปรับสวิตช์ S ไปตาแหน่งปิดวงจร ปรับแหลงจายแรงดันไฟตรง ใหมีแรงดันกลับตกครอม
ไดโอด (VAK) ตาม ตารางท่ี 1.1.4 ตามลาดับจากคานอยไปหาคามากแตละครั้งวัดและบันทึกคากระแส
ไหลผานไดโอด (ID) เปนไมโครแอมป (µA) ลงในตารางที่ 1.4 ชองกระแสไบอสั กลับของไดโอด

ตารางที่ 1.1.4 บันทึกผลการทดลองข้อ 17-19 กระแสไบอสั กลับ
แรงดนั ไบอสั ตรง กระแสไบอสั ตรง แรงดนั ไบอัสกลบั ของไดโอด ID(mA)
ของไดโอด VAK(V) ของไดโอด ID(mA) ของไดโอด VAK(V)
00
0.1 -2
0.15 -4
0.2 -6
0.25 -8
0.3 -10
0.35 -12
0.4 -14
0.45 -16
0.5 -18
0.55 -20

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา