3105-1003 การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์

เอกสารประกอบการเรียน Power Supply Circuit Design 132

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

ใบงานท่ี 3.1 หนว่ ยที่ 3
รหัสวิชา 3105-1003 วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนิกส์ สอนคร้งั ที่ 1
ชือ่ หน่วย การออกแบบวงจรแหลง่ จา่ ยกาลงั ไฟฟา้ คาบรวม 5
ชอื่ เรอ่ื ง วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ และวงจรกรองแรงดนั จานวนคาบ 3

จดุ ประสงค์เชิงพฤติกรรม
1. ตอ่ วงจรเรยี งกระแสแบบบรดิ จและวงจรกรองแรงดนั ได้อยา่ งถูกต้อง
2. วาดรปู สัญญาณท่ผี านการเรียงกระแส และผานการฟลเตอรออกเอาทพุตไดอยา่ งถูกต้อง
3. วดั และอานคาแรงดันไฟตรง (DC) และแรงดันไฟกระเพ่ือม (RIPPLE) ไดอย่างถูกต้อง

จุดประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม (จิตพสิ ัย) ที่มกี ารบูรณาการตามปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพยี ง
1. ความรับผิดชอบ
2. ความมวี นิ ัย
3. การตรงต่อเวลา
4. ความมมี นุษยส์ มั พันธ์
5. ความรแู้ ละทักษะวิชาชีพ
6. ความสนใจใฝห่ าความรู้
7. การพงึ่ ตวั เอง
8. มีความเพียร
9. ร้รู ักสามัคคี
10. การแก้ไขปญั หาเฉพาะหน้า

เครือ่ งมือและอุปกรณ์ 1 เครอื่ ง
1. ดจิ ติ อลมัลติมิเตอรห์ รอื แอนะลอ็ กมัลตมิ เิ ตอร์ 1 เคร่ือง
2. ออสซิลโลสโคปแบบ 2 เสนภาพ พรอมสายโพรบ 4 ตวั
3. ไดโอด IN 4002 (หรอื เบอรแทน)
4. ตวั ตานทานคงที่ 2.7 k 0.5 W, 5.6  0.5 W, 1 ตัว
100 1 W, 250 5 W และ 500 5 W อยางละ 2 ตวั
5. ตวั เก็บประจุแบบอเิ ล็กโตรไลท 100 µF 50 V 1 ตัว
6. หมอ้ แปลงแรงดนั ออก 6-0-6 V 5 ตัว
7. สวติ ชตดั ตอ 1 ตัว
8. สวิตช 3 ทาง 1 ชดุ
9. ฟวส 0.5 A พรอมข้ัวตอ 1 ชดุ
10. แผงประกอบวงจรและสายตอวงจร

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Power Supply Circuit Design 133

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

ลาดับขั้นตอนในการปฏิบัติใบงาน
1. ตอ่ วงจรตามรปู ที่ 3.1.1 สวติ ช S1 - S5 ยังไมตอวงจรสวิตช S6 โยกไวท่ีตาแหนง X

S5 T1 6V C

D1 S4 S1 D1

V1 220 VAC CT F
50Hz 50..R65kLW VO
D3 S3 S2 D2

F1 D
0.5 A 6V X

Y S6 G

รปู ท่ี 3.1.1 วงจรทดลองการทางานของไดโอดแบบบรดิ จเ์ รยี งกระแส

2. ปรบั แตงออสซลิ โลสโคปใหพรอมใชงานปรบั สวิตช AC-GND-DC ไปที่ตาแหนง AC
3. นาสายโพรบของออสซิลโลสโคปไปวัดท่ีจุด C และจุด D โดยใชปลายโปรบวัดที่จุด C สวน
กราวดของโพรบวดั ทจี่ ดุ D
4. ON สวติ ช S5 เขาวงจร สงั เกตภาพที่เกดิ บนจอออสซิลโลสโคป
5. ปรับแตงปุม VOLTS/DIV ปุม SOURCE และปุม TRIGGER LEVEL จนทาใหขนาดความ
กวาง ความสูง ของภาพพอเหมาะ และภาพหยุดน่ิงอานคาไดจนไดภาพแรงดันไฟสลับท่ีจุด C, D (VCD)
ตามตารางที่ 3.1.1 ชองรูปคลนื่
6. อานคาแรงดันไฟสลับทจ่ี อออสซิลโลสโคปออกมาเปนคาพคี ทูพีค (VP-P) และ คาพีค (VP) ที่
จุด C, D (VCD) บนั ทึกคาลงในตารางท่ี 3.1.1 ชอง VP-P และ VP
ตารางที่ 3.1.1 บนั ทกึ ผลการทดลองข้อ 4-11

ข้อท่ี ตาแหน่งสวติ ซ์ รปู คลื่น VP-P VP

4-6 S1 S2 S3 S4 S6 VCD

7-8 OFF OFF OFF OFF X

9 ON OFF OFF OFF X

10 ON ON OFF OFF Y

11 ON ON ON ON Y

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Power Supply Circuit Design 134

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

7. OFF สวิตช S5 ออกยายสายโพรบของออสซิลโลสโคปไปวัดที่จดุ F, G (VFG) ครอมโหลด RL
โดย ปลายโพรบวัดทีจ่ ดุ F สวนกราวดของโพรบวดั ทจ่ี ุด G

8. ON สวติ ช S5 เขาวงจรสวนสวิตช S1 - S4 ยงั คง OFF อยูวาดรูปสัญญาณที่วัดไดลงในตาราง
ที่ 3.1.1 ชองรูปคลน่ื และบันทึกคาแรงดันท้ังคา VP-P และ VP ลงในตารางท่ี 1 ชอง VP-P และ VP

9. ON สวิตช S1 เขาวงจร สวติ ช S2 - S4 ยังคง OFF อยู วาดรปู สญั ญาณที่วดั ไดลงในตารางท่ี
4.1 ชอง รปู คลน่ื และบันทึกคาแรงดนั ท้ังคา VP-P และ VP ลงในตารางท่ี 1 ชอง VP-P และ VP

10. ON สวิตช S2 สวิตช S3, S4 ยังคง OFF อยู่และสวิตช S6 ปรับไปท่ีตาแหนง Y วาดรูป
สัญญาณที่วัดไดลงในตารางที่ 3.1.1 ชองรูปคล่ืนและบันทึกค่าแรงดันท้ังค่า VP-P และ VP ลงในตารางท่ี
3.1.1 ชอง VP-P และ VP

11. ON สวิตช S3 และ S4 วาดรูปสัญญาณท่ีวัดไดลงในตารางที่ 3.1.1 ชองรูปคลื่นและบันทึก
ค่าแรงดัน ทงั้ คา VP-P และ VP ลงในตารางท่ี 3.1.1 ชอง VP-P และ VP

R1 100 1 W +V
F 10R01
1W
++
G - M + 1C010mF 50CV2

รปู ท่ี 3.1.2 วงจรกรองแรงดันที่ใช้ตอ่ เข้าทจี่ ุด F, G ของบริดจเ์ รียงกระแส

12. OFF สวิตช S5 และปลด RL ออกจากวงจรตอวงจร RC กรองแรงดัน เขาที่จุด F, G และต่อ
แอมมิเตอร์ M วัดกระแสไฟตรงทั้งหมดของวงจรสวิตช S1 - S4 ยังคงตอวงจรและสวิตช S6 ยังคงอยูท่ี
ตาแหนง Y เหมอื นขอ้ ที่ 11

13. ON สวิตช S5 เขาวงจร ใชมัลลิเตอรตั้งที่ยานเอซีโวลทมิเตอรวัดแรงดันไฟสลับที่จุด C, D
บันทกึ คาทไ่ี ดลงในตารางท่ี 3.1.2 ชอง VRMS ท่ีจุด C, D

14. ใชมัลลิเตอร ต้ังท่ียานดีซีโวลทมิเตอร วัดแรงดันไฟตรงที่จุด F เทียบกับกราวดอานคา
กระแสไฟตรงจากมิเตอร M และใชออสซลิ โลสโคปวดั แรงดนั ทจี่ ดุ F เทยี บกับกราวด บนั ทึกคาแรงดันไฟ
ตรง คากระแสจากมิเตอร M และวาดรูปสัญญาณกระเพื่อม (RIPPLE) พรอมแรงดันเปน VP-P บันทึกลง
ในตารางท่ี 3.1.2 ในสวนไมมโี หลดชอง VDC, VDC, และวดั ดวยสโคป

15. OFF สวิตช S5 ออก และตอโหลด RL 500 5W ครอมขนาน R2
16. ON สวิตช S5 เขาวงจรทดลองซา้ ตามข้อที่ 14 ในสวนใสโหลด RL
17. OFF สวิตซ์ S5 ออก ปลดโหลด RL 500 5W ออก ย้ายดีซีโวลต์ มิเตอร์ และ
ออสซลิ โลสโคปไปวัดคร่อมจดุ +V เทยี บกบั กราวด

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Power Supply Circuit Design 135

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

ตารางท่ี 3.1.2 บันทึกผลการทดลองข้อ 13-28

SRMS จุด ไม่มโี หลด ใส่โหลด RL
VDC วัดดว้ ยสโคป
ข้อท่ี จดุ ที่ IDC VDC วัดด้วยสโคป IDC (V) รปู คลืน่ VP-P

C,D วดั (mA) (V) รูปคลน่ื VP-P (mA)

13-16 F

17-20 +V

21-24 F

25-28 +V

18. ON สวติ ช S5 เขาวงจร วดั และบนั ทกึ คากระแสจากมเิ ตอร M คาแรงดันไฟตรง และวาดรูป
สัญญาณ กระเพ่ือม พรอมแรงดันเปน VP-P จากออสซิลโลสโคปบันทึกลงในตารางที่ 3.1.2 ในสวนไมมี
โหลดชอง IDC, VDC, และวัดดวยออสซลิ โสโคป

19. OFF สวิตช S5 ออก และตอโหลด RL 500 5W ครอมขนาน R2
20. ON สวติ ช S5 เขาวงจร ทดลองซ้าตามข้อท่ี 18 ในสวนใสโหลด RL
21. OFF สวิตช S5 ออก ปลดโหลด RL 500  5W ออก เปล่ียน R2 เปน 2.7 k 0.5W ยาย
ดีซโี วลท มิเตอร และออสซิลโลสโคป ไปวดั ครอมจดุ F เทยี บกับกราวด

22. ON สวติ ช S5 เขาวงจร ทดลองซา้ ตามข้อที่ 14 ในสวนไมมโี หลด
23. OFF สวติ ช S5 ออก ตอโหลด RL 250 5W ครอมขนาน R2
24. ON สวิตช S5 เขาวงจร ทดลองซา้ ตามขน้ั ท่ี 14 ในสวนใสโหลด RL
25. OFF สวิตช S5 ออก ปลดโหลด RL 250 5W ออก ยายดซี ีโวลทมิเตอร และ
ออสซลิ โลสโคป ไป วดั ครอมจดุ +V เทียบกบั กราวด
26. ON สวิตช S5 เขาวงจร ทดลองซา้ ตามข้อที่ 18 ในสวนไมมีโหลด
27. OFF สวิตช S5 ออก ตอโหลด RL 250 5W ครอมขนาน R2
28. ON สวติ ช S5 เขาวงจร ทดลองซา้ ตามข้อที่ 18 ในสวนใสโหลด RL

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Power Supply Circuit Design 136

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

สรุปผลการทดลอง
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
........................................................................................ ............................................................................
............................................................................................................................. .................................
คาถามการทดลอง
1. การทดลองในตารางท่ี 3.1.2 โหลด RL มคี าความตานทานเปลย่ี นไป มผี ลตอคาแรงดนั ไฟกระเพอื่ ม
(RIPPLE) อยางไร

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. หากต้องการให้วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ สามารถจ่ายแรงดันไดแบบแหล่งจ่ายไฟคู่ (+, GND,-)
จะต้องทาอยา่ งไร

+ R1 + +V
C1 C2
220 VAC CT
50 Hz GND

C3+ R2 +C4 - V

รปู ท่ี 3.1.3 วงจรจา่ ยแรงดันไฟตรง แบบบริดจ์เรยี งกระแส

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Power Supply Circuit Design 137

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

ช่ือเรื่อง ใบงานท่ี 3.2 หน่วยที่ 3
รหสั วิชา 3105-1003 วชิ า การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ สอนครั้งที่ 2
ชอื่ หน่วย การออกแบบวงจรแหลง่ จา่ ยกาลงั ไฟฟ้า คาบรวม 5
วงจรรกั ษาระดับแรงดนั (Voltage regulation circuit) และ
วงจรป้องกนั กระแสไหลเกินพิกดั (Overload Protection) จานวนคาบ 3

จดุ ประสงค์เชงิ พฤติกรรม
1. ตอ่ วงจรรกั ษาระดบั แรงดนั ไดอยา่ งถูกต้อง
2. ตอ่ วงจรป้องกนั กระแสไหลเกินพกิ ดั ไดอย่างถูกตอ้ ง
3. วดั อานคาแรงดนั และกระแสไฟตรงของวงจรรักษาระดบั แรงดัน ไดอยา่ งถกู ต้อง
4. วดั อานคาแรงดนั และกระแสไฟตรงของวงจรป้องกันกระแสไหลเกนิ พกิ ัดไดอย่างถูกตอ้ ง

จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม (จิตพิสัย) ที่มกี ารบรู ณาการตามปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพยี ง
1. ความรับผดิ ชอบ
2. ความมีวินยั
3. การตรงต่อเวลา
4. ความมมี นษุ ยส์ มั พนั ธ์
5. ความรแู้ ละทักษะวิชาชพี
6. ความสนใจใฝ่หาความรู้
7. การพง่ึ ตัวเอง
8. มีความเพยี ร
9. ร้รู ักสามคั คี
10. การแก้ไขปญั หาเฉพาะหน้า

เคร่อื งมือและอุปกรณ์ 1เครือ่ ง
1. ดจิ ติ อลมัลตมิ เิ ตอร์หรือแอนะล็อกมลั ติมิเตอร์ 1 เครื่อง
2. แหล่งจา่ ยไฟตรงแบบปรบั ค่าได้ 0-30 V 3 A 1 ตัว
3. ไอซเี บอร์ LM 358
4. ตวั ตานทานคงท่ี 1 k 0.5 W, 100 5 W 1 ตวั
และ 0.1  5 W อยางละ 2 ตัว
5. ตวั ตานทานคงท่ี 10 k 0.5 W 1 ตวั
6. ซีเนอร์ไดโอด 7.5 V 2 ตัว
7. ทรานซิสเตอร์เบอร์ BD 139 1 ชดุ
8. แผงประกอบวงจรและสายตอวงจร

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Power Supply Circuit Design 138

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

ลาดับขัน้ ตอนในการปฏิบตั ิใบงาน
1. ตอ่ วงจรตามรปู ท่ี 3.2.1 ค่าความต้านทานโหลดเทากับ 1 k 0.5 W

VIN =24V Q1 BD139 VOUT

1kR1 + RL
VREF LM358
R2
- 10k

D1 R3
7.5 V 10k

รปู ท่ี 3.2.1 วงจรแหลง่ จา่ ยไฟท่ีมวี งจรรักษาระดบั แรงดนั

2. ใช้มลั ติมเิ ตอร์ วดั คา่ แรงดันตกคร่อมทจ่ี ุด ต่อไปน้ี บนั ทึกผล
VREF = ……………… V VR3 = ……………… V

3. ใช้มลั ตมิ เิ ตอร์ วัดคา่ แรงดัน และกระแสเอาต์ พตุ
VOUT = ……………… V IOUT = ……………… A

4. เปล่ียนค่าความต้านทานโหลดเท่ากับ 100  5 W แล้วใช้มัลติมิเตอร์ วัดค่าแรงดันและ
กระแสเอาตพ์ ตุ

VOUT = ……………… V IOUT = ……………… A
5. จงอธบิ ายผลการทดลอง
…………………………………………………………………………………………..………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Power Supply Circuit Design 139

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

6. ต่อวงจรดังรูปที่ 3.2.2 ค่าความต้านทานโหลดเท่ากับ 1 kΩ 0.5 W

VIN = 24 V Q1 R4 VOUT
BD139 0.1 
R1 1 K
VREF + Q2 RL
BD139
LM358
R2 10 K
-

D1 R3 10 K
7.5 V

รูปที่ 3.2.2 วงจรรักษาระดบั แรงดันทีเ่ พิม่ วงจรป้องกันกระแสไหลเกินพิกัด

7. ใช้มลั ตมิ เิ ตอร์ วดั ค่าแรงดนั และกระแสเอาต์พุต
VOUT = ……………… V IOUT = ……………… A

8. เปลี่ยนค่าความตา้ นทานโหลดเทากับ 100 Ω 5 W แล้วใช้มลั ติมเิ ตอร์วดั คา่ แรงดนั และ
กระแสเอาต์พตุ

VOUT = ……………… V IOUT = ……………… A
9. ใช้มัลตมิ เิ ตอร์ วัดคา่ แรงดัน

VREF = ……………… V VR3 = ……………… V
10. จงอธบิ ายผลการทดลอง
………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Power Supply Circuit Design 140

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

สรุปผลการทดลอง
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................ ....................................
................................................................................................................ ....................................................
................................................................................................................... ................................................
คาถามการทดลอง
1. แรงดันเอาต์พตุ ของวงจรรักษาระดบั แรงดนั ข้ึนอยู่กับค่าอุปกรณ์ อะไร ให้บอกเหตุผลประกอบ
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................ ....................
............................................................................................................... .....................................................
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. กระแสเอาต์พุตของวงจรในรปู ที่ 3.2.2 จะมากหรือน้อยขนึ้ อยู่กับอปุ กรณ์ อะไร ให้บอกเหตผุ ล
ประกอบ
............................................................................................................................. .......................................
.................................................................................... ................................................................................
............................................................................................................................. .......................................
........................................................................................................................................ ............................
....................................................................................................... .............................................................
............................................................................................................................. .......................................
3. ตัวต้านทาน R4 ของวงจรในรปู ท่ี 3.2.2 มไี ว้เพื่ออะไร
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

หน่วยที่ 4 คณุ สมบัติ และการวิเคราะหก์ ารทางาน
ของทรานซิสเตอร์ทางด้านไฟฟา้ กระแสตรง

Characteristic And Analysis Transistor DC Bias Circuit

โดย
นายเอกนริน พลาชวี ะ
แผนกวิชาชา่ งอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคฉะเชงิ เทรา
สานักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา
กระทรวงศึกษาธกิ าร

Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 142

เอกสารประกอบการเรยี น วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

หนว่ ยท่ี 4

คุณสมบตั ิ และการวิเคราะห์การทางานของทรานซิสเตอร์
ทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง

Characteristic And Analysis Transistor DC Bias Circuit

สาระสาคัญ

ทรานซิสเตอร์ชนิดไบโพล่าร์ หรือเรียกชื่อเต็มว่า ไบโพล่าร์จังชั่นทรานซิสเตอร์ (Bipolar
Junction Transistor) สาเหตุท่ีเรียกว่าไบโพล่าร์จังช่ันทรานซิสเตอร์เพราะว่ามาจากโครงสร้างท่ีสร้าง
ข้ึนมาจากการเอาสารกึ่งตัวนาชนิดพี-ชนิดเอ็นมาโด๊ปต่อเข้าด้วยกัน 3 ช้ัน เกิดสนามไฟฟ้าท่ีเรียกว่า
ดพี ลีชน่ั อยู่ 2 ช่วง ในองค์ประกอบสามส่วนของรีเย่ียน (Region) โดยมีช่ือเรียกขาท่ีต่อออกมาใช้งานว่า
ขาคอลเลคเตอร์ ขาเบส และขาอิมิตเตอร์ ทรานซิสเตอร์สามารถแบ่งตามโครงสร้างได้ 2 แบบคือ NPN
กับ PNP ทรานซสิ เตอร์เปน็ อปุ กรณ์ท่ีสามารถขยายสัญญาณได้เพราะมีคุณสมบัติในการควบคุมการไหล
ของกระแส โดยมีการจัดไบอัสเพ่ือให้ทรานซิสเตอร์สามารถกาหนดให้กระแสขาเข้าควบคุมกระแส
ขาออกได้

จดุ ประสงค์การเรยี นรู้

จดุ ประสงค์ทั่วไป
เพอ่ื ใหม้ ีความรู้ ความเขา้ ใจเกยี่ วกับ โครงสรา้ งของทรานซิสเตอร์ การทางานของทรานซิสเตอร์
อัตราขยายของทรานซิสเตอร์ การวิเคราะห์วงจรทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง (DC Analysis) ของ
ทรานซสิ เตอร์
จดุ ประสงค์เชงิ พฤตกิ รรม
4.1 อธบิ ายโครงสร้างของทรานซิสเตอรไ์ ด้อยา่ งถกู ต้อง
4.2 อธบิ ายการทางานของทรานซสิ เตอร์ไดอ้ ย่างถูกต้อง
4.3 คานวณหาคา่ อตั ราขยายเบตา้ () ของทรานซิสเตอร์ได้อย่างถูกต้อง
4.4 คานวณค่าหาอัลฟา่ () ของทรานซสิ เตอร์ได้อย่างถูกตอ้ ง
4.5 วิเคราะห์หาค่าพารามิเตอร์ทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง (DC Analysis) ของทรานซิสเตอร์ได้
อยา่ งถกู ตอ้ ง
4.6 วเิ คราะหก์ ารทางานของทรานซิสเตอร์โดยใช้เส้นโหลดไลน์ ไดอ้ ย่างถูกต้อง

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 143

เอกสารประกอบการเรยี น วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

หวั ข้อเนอ้ื หา

4.1 โครงสร้างของทรานซิสเตอร์
- โครงสรา้ งทรานซสิ เตอรช์ นิด NPN
- โครงสรา้ งทรานซิสเตอรช์ นดิ PNP

4.2การทางานของทรานซสิ เตอร์
- การทางานของทรานซสิ เตอร์
- การไบอัสเบ้ืองตน้ ของทรานซสิ เตอร์

4.3 อตั ราขยายของทรานซิสเตอร์
- อัตราขยายเบตา้ ()
- อัตราขยายเบตา้ ()

4.4 การวิเคราะห์วงจรทางด้านไฟฟา้ กระแสตรง (DC Analysis) ของทรานซสิ เตอร์
- การแสดงคณุ สมบตั ิการทางานของทรานซิสเตอร์
- หลกั การในการวเิ คราะหก์ ารทางานของทรานซสิ เตอร์ทางดา้ นไฟฟ้ากระแสตรง
- การวเิ คราะห์วงจรทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง วงจรคอมมอนเบส
- การวเิ คราะหว์ งจรทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง วงจรคอมมอนอิมติ เตอร์
- การวเิ คราะหว์ งจรทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง วงจรคอมมอนคอลเลคเตอร์
- การวิเคราะหก์ ารทางานของทรานซสิ เตอร์โดยใช้เส้นโหลดไลน์ (Load Line

Analysis)

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 144

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

แบบทดสอบก่อนเรยี น

หน่วยท่ี 4 คุณสมบตั ิ และการวิเคราะหก์ ารทางานของทรานซิสเตอร์
ทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง

(Characteristic And Analysis Transistor DC Bias Circuit)

คาชแ้ี จง
1. จงทาเครอ่ื งหมายกากบาท (X) เลือกคาตอบที่ถูกต้องท่ีสุดเพียงข้อเดียว
2. แบบทดสอบมีจานวน 10 ข้อ ใชเ้ วลาทาแบบทดสอบ 10 นาที
------------------------------------------------------------------------

1.ถ้า  = 100 คา่ ของ  จะมคี า่ เท่าไร
ก. 0.89
ข. 0.99
ค. 0.79
ง. 0.69
จ. 0.59

2. โครงสรา้ งของทรานซสิ เตอร์ชนิด NPN ชัน้ สาร N คอื ข้อใด
ก. เบส, อิมิตเตอร์
ข. เบส, คอลเลคเตอร์
ค. อิมิตเตอร,์ คอลเลคเตอร์
ง. เบส, กราวด์
จ. อินพุต, เอาท์พตุ

3. ขอ้ ใดกล่าวถกู ต้องเกีย่ วกบั กระแสอมิ ิตเตอร์
ก. มากกวา่ กระแสเบส
ข. นอ้ ยกว่ากระแสคอลเลคเตอร์
ค. มากกว่ากระแสคอลเลคเตอร์
ง. เท่ากับกระแสเบส
จ. เกดิ จากการรวมกันของกระแสเบสและคอลเลคเตอร์

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 145

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

4. จงคานวณหาคา่  ของทรานซิสเตอร์เม่ือ IB = 10 A และ IC = 200 mA
ก. 0.2
ข. 2
ค. 200
ง. 2000
จ. 20000

5. จากวงจรดังรปู จงคานวณหาคา่ กระแส IB

VCC = 9 V

RB RC IC
150 KW 2.1 KW
C2 10 F
Input
IB + Output
C1 10 F +VBE - V-CE  = 45

รูปที่ 1 วงจรประกอบโจทยข์ อ้ ท่ี 5

ก. 55.33 A
ข. 71.46 A
ค. 58.93 A
ง. 85.11 A
จ. 97.92 A
6. ถา้ = 100 คา่ ของ  จะมคี ่าเท่าไร
ก. 0.89
ข. 0.99
ค. 0.79
ง. 0.69
จ. 0.59

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 146

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

7. จากวงจรดังรูป จงคานวณหาคา่ กระแส IC

VCC = 9 V

RB RC IC
47 KW 0.5 KW
C2
Input
IB + Output
C1 V-CE  = 55
+VBE - IE

RE

1 KW

รปู ที่ 2 วงจรประกอบโจทยข์ ้อท่ี 7

ก. 4.43 mA
ข. 4.32 mA
ค. 4.23 mA
ง. 4.54 mA
จ. 4.62 mA
8. จากวงจรดงั รูป จงหาคา่ แรงดนั ท่ีขาอิมิตเตอร์ (VE)

VCC = 24 V

RB1 I1 RC IC
56 kW 6.8 kW
C2
Input C1
IB + Output
RB2 I2 +VBE - V-CE  = 80
4.7 kW
RE IE C3
750 W

รปู ท่ี 3 วงจรประกอบโจทย์ขอ้ ที่ 8

ก. 0.87 V
ข. 1.02 V
ค. 1.16 V
ง. 2.11 V
จ. 2.72 V

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 147

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

9. จากวงจรดงั รูป จงเขียนสมการหาค่า VCE VCC

Input RC IC

C1 RF C2

IB + Output
V-CE
+VBE - IE

RE

รูปท่ี 4 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 9

ก. VCE=VCC - IC' (RE + RC)
ข. VCE=VCC - IE(RE + RF)
ค. VCE=VCC - IC(RF + RC)

ง. VCE=VCC - IC(RE + RC)

จ. VCE=VCC - IE(RE + RC)

10. จากรปู ท่ี 5 กราฟคุณสมบัติของทรานซสิ เตอร์จงกาหนดเสน้ ดีซีโหลดไลน์
IC (mA)
VCC = 15V

RB RC IC 8 IB = 400 A
100 kW IB = 350 A
3 kW C2 7
Input 6 IB = 300 A
IB + Output 5
C1 +VBE - V-CE IB = 250 A
4 IB = 200 A
3
2 IB = 150 A
1
IB = 100 A
0 IB = 50 A VCE (V)
IB = 0 A
(ก)
5 10 15 20

(ข)

รูปท่ี 5 วงจรคอมมอนอมิ ิตเตอร์และกราฟคณุ สมบัติของทรานซสิ เตอร์

ก. VCE = 10 V, IC = 2 mA

ข. VCE = 10 V, IC = 6 mA

ค. VCE = 15 V, IC = 5 mA

ง. VCE = 20 V, IC = 5 mA

จ. VCE = 22 V, IC = 7 mA

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 148

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

หนว่ ยท่ี 4

คณุ สมบตั ิ และการวิเคราะหก์ ารทางานของทรานซิสเตอร์
ทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง

Characteristic And Analysis Transistor DC Bias Circuit

เน้อื หาสาระ
ในปี ค.ศ. 1951 นายวิลเลียม ชอกลีย์ นักฟิสิกส์และนักประดิษฐ์ชาวอังกฤษสัญชาติ

อเมริกันผู้ค้นคิดและประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ข้ึนเป็นคร้ังแรก ซึ่งเป็นอุปกรณ์สารก่ึงตัวนาที่สามารถ
ขยายสัญญาณได้ โดยได้นามาใช้ ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ยกตัวอย่างเช่น วิทยุ โทรทัศน์
ทรานซิสเตอรเ์ ป็นอปุ กรณ์สารกง่ึ ตวั นาท่นี ามาสรา้ งรวมกันเป็นวงจรรวม (integrated circuit) ท่ีเรียก
กันว่าไอซี ซึ่งภายในประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ท่ีมีขนาดเล็ก ๆ จานวนมากมาย จากจุดน้ีทาให้เกิด
การพฒั นาเทคโนโลยีท่ที นั สมัย ไม่วา่ จะเป็นคอมพิวเตอร์ หรืองานอิเล็กทรอนิกส์ในด้านอื่น ๆ ตามมา
ดังน้ัน เราจึงต้องมาศึกษา และเรียนรู้อุปกรณ์ท่ีมีความสาคัญในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ท่ีเรียกว่า
ทรานซสิ เตอร์

4.1 โครงสรา้ งของทรานซสิ เตอร์ C (Collector)
C (Collector)

N Base-Collector Junction P

B (Base) P B (Base) N

N Base-Emitter Junction P

E (Emitter) E (Emitter)
(ก) โครงสรา้ งทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (ข) โครงสรา้ งทรานซสิ เตอร์ชนิด PNP

C C

B B

E E

(ค) สัญลกั ษณท์ รานซสิ เตอร์ชนิด NPN (ง) สัญลักษณ์ทรานซสิ เตอรช์ นิด PNP
รปู ท่ี 4.1 โครงสรา้ งและสญั ลักษณ์ไบโพลา่ ร์จงั ช่ันทรานซิสเตอร์

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 149

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

ทรานซิสเตอร์ชนิดไบโพล่าร์ หรือเรียกช่ือเต็มว่า ไบโพล่าร์จังช่ันทรานซิสเตอร์ (Bipolar
Junction Transistor : BJT) สาเหตุทเี่ รียกว่าไบโพล่ารจ์ ังช่ันทรานซิสเตอร์เพราะว่ามาจากโครงสร้าง
ที่สร้างขึ้นมาจากการนาสารกึ่งตัวนาชนิดพี-ชนิดเอ็นมาต่อเข้าด้วยกัน 3 ชั้น เกิดสนามแม่เหล็กท่ี
เรียกว่าดีพลีช่ันอยู่ 2 ช่วง ในองค์ประกอบ 3 ส่วนของรีเย่ียน (Region) โดยมีช่ือเรียกขาท่ีต่อออกมา
ใช้งานว่า ขาคอลเลคเตอร์ ขาเบส และขาอิมิตเตอร์ ทรานซิสเตอร์สามารถแบ่งตามโครงสร้างได้ 2
แบบคือ NPN กับ PNP ดังแสดงตามรปู ท่ี 4.1

จากรูปที่ 4.1 การสร้างในสว่ นของเบสมกี ารโดป๊ สารท่ีแคบท่ีสุดหรือบางมาก เม่ือเทียบกับขา
อิมิตเตอร์ และขาคอลเลคเตอร์ ซ่ึงโครงสร้างของทรานซิสเตอร์อย่างน้ีท่ีทาให้ทรานซิสเตอร์ทางานได้
ส่วนคาว่าไบโพล่าร์หมายถึงอุปกรณ์ที่สามารถใช้ทั้งโฮลด์ (Hold) และอิเล็กตรอนเป็นพาหะข้างมาก
ในการทางาน

4.2 การทางานของทรานซิสเตอร์
ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ท่ีสามารถขยายสัญญาณได้เพราะมีคุณสมบัติในการควบคุมการ

ไหลของกระแสได้ โดยมีการจัดไบอัสหรือระบบการจ่ายไฟเพื่อให้ทรานซิสเตอร์สามารถกาหนดให้
กระแสขาเข้าหรือกระแสควบคุม สามารถควบคุมกระแสขาออกได้ การไบอัสมีผลมาจากโครงสร้าง
จากโครงสร้างของทรานซิสเตอร์พบว่าพ้ืนที่ของคอลเลคเตอร์มีพื้นที่มากท่ีสุด ในขณะที่เบสมีพื้นที่
น้อยท่ีสุด จึงกาหนดให้กระแสออกเป็นกระแสคอลเลคเตอร์ ดังนั้นจึงต้องจ่ายไบอัสระหว่างเบสและ
คอลเลคเตอร์ให้เป็นไบอัสกลับ ด้วยเหตุผลที่ว่าหากจ่ายไบอัสให้เบสและคอลเลคเตอร์เป็นไบอัสตรง
ยอ่ มทาให้เกิดกระแสไฟฟา้ ไหลได้ เมื่อยังไมม่ ีกระแสขาเข้าแต่กลบั มีกระแสขาออกแล้ว

ส่วนในด้านระหว่างเบสกับอิมิตเตอร์ เนื่องจากโครงสร้างของพ้ืนที่น้อยกว่าคอลเลคเตอร์
จึงกาหนดในข้ันต้นว่าให้ช้ินส่วนตรงนี้เป็นชุดกระแสขาเข้า จึงต้องจ่ายไบอัสระหว่างเบส-อิมิตเตอร์
เป็นไบอัสตรง เพ่ือให้กระแสส่วนนี้ไหลเป็นกระแสเริ่มต้นของระบบ หากกระแสขาเข้าไม่ไหลกระแส
ขาออกก็ย่อมไม่ไหลด้วย แต่หากกระแสขาเข้าไหลมากกระแสขาออกต้องไหลมากตามไปด้วยเป็น
สดั ส่วนซง่ึ กนั และกัน

+ RC - RC
VCC - C VCC
B
+ + C
VBB E + B
RE
- VBB - E
RE

(ก) การไบอสั เบ้อื งต้นของทรานซสิ เตอรช์ นดิ NPN (ข) การไบอัสเบื้องต้นของทรานซสิ เตอรช์ นิด PNP
รูปท่ี 4.2 แสดงการไบอัสเบ้ืองต้น

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 150

วชิ า การวิเคราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

เมื่อพิจารณาจากหลักการเบ้อื งตน้ ของการไบอัสทรานซสิ เตอรต์ ามรูปที่ 4.2 สามารถเขยี นได้
ดงั รปู ที่ 4.3 ซ่ึงหากสมมตุ ใิ ห้เอาขาอมิ ติ เตอร์เปน็ ขาเทียบศักย์ทางไฟฟ้า

จากรูปที่ 4.3 (ก) ในวงจรทรานซิสเตอร์ชนิด NPN ระหว่างขาเบสและอิมิตเตอร์ได้รับ
ไบอัสตรง จากแหล่งจ่าย VBB โดยมีตัวต้านทาน RB ทาหน้าที่จากัดปริมาณกระแส IB ตอนน้ีกระแส
เบสจะไหลได้ และเมื่อขาคอลเลคเตอร์และอิมิตเตอร์ได้รับไบอัสกลับจากแหล่งจ่ายไฟ VCC จึง
เปรียบเสมือนการทาให้ความต้านทานระหว่างคอลเลคเตอร์และอิมิตเตอร์ต่าลง ทาให้กระแสจาก
แหล่งจ่ายไฟ VCC จ่ายกระแสจากขั้วบวกผ่านตัวต้านทาน RC เข้าขาคอลเลคเตอร์ออกขาอิมิตเตอร์
ครบวงจรที่ขั้วลบของแหล่งจ่าย VCC จากรูปที่ 4.3 (ข) ในวงจรทรานซิสเตอร์ชนิด PNP แหล่งจ่ายไฟ
VBB เป็นแหล่งจ่ายไบอัสตรงให้ระหว่างขาเบสและอิมิตเตอร์ ทาให้เกิดกระแสไหลจากข้ัวบวกของ
แหล่งจ่ายไฟ VBB เข้าขาอมิ ติ เตอร์ ไหลออกขาเบสเป็นกระแส IB ส่งผา่ นตัวตา้ นทาน RB ครบวงจรท่ีขั้ว
ลบของแหล่งจ่ายไฟ VBB เมื่อมีกระแส IB ส่งผลให้เกิดการไหลของกระแสจากอิมิตเตอร์ไปยัง
คอลเลคเตอร์ เป็นกระแสคอลเลคเตอร์ IC โดยถือว่าเป็นกระแสไหลจากขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ VCC
เข้าขา E ออกขา C ไหลผ่าน RC ไปครบวงจรทขี่ ้ัวลบแหล่งจา่ ยไฟ VCC

RC IC RC IC
IE RB B C
RB B C + + VCC
+ IB E - VCC +-
VBB - -
VBB IB E
IE

(ก) การไบอัสเบื้องต้นของทรานซิสเตอร์ชนดิ NPN (ข) การไบอสั เบื้องต้นของทรานซิสเตอรช์ นิด PNP
รปู ที่ 4.3 แสดงการไบอสั เบ้ืองต้นโดยใชข้ าอิมิตเตอร์เป็นขาเทียบศกั ย์ทางไฟฟา้

เขยี นสมการความสมั พนั ธข์ องกระแสทง้ั 3 ได้ดังสมการท่ี 4.1 …4.1
IE = IC + IB

4.3 อัตราขยายของทรานซิสเตอร์

อตั ราขยายของทรานซสิ เตอร์สามารถแบง่ ออกเปน็ 2 อย่าง ได้แก่ เบต้า () และอลั ฟา่ ()

อัตราขยายเบตา้ () หมายถงึ อตั ราส่วนระหวา่ งกระแสคอลเลคเตอร์ (IC) กบั กระแสเบส (IB)
สามารถเขียนเปน็ สมการไดด้ ังนี้

 = IC …4.2
IB

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 151

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

ทรานซิสเตอร์โดยทั่วไปจะมีค่า  อยู่ระหว่าง 20-200 หรือมากกว่า ดูได้จากคูมือ (Data
Sheet) ของทรานซสิ เตอร์ หรืออาจเรยี ก  ว่า hfe ซง่ึ หมายถงึ อัตราการขยาย (Gain) ทางกระแสของ
ทรานซสิ เตอร์

ค่า  เปน็ คา่ พารามิเตอรท์ ส่ี าคญั ในการเลือกใชท้ รานซสิ เตอร์ไปใช้ในวงจรขยายแบบต่าง ๆ
ค่า คอื อตั ราการขยายทางกระแสของทรานซสิ เตอร์มกี ารเปลี่ยนแปลงได้ถ้าอณุ หภูมิที่รอยตอ่ ของ
ทรานซสิ เตอร์เปลย่ี นไป (TJ = Junction Temperature) คา่  จะมีคา่ มากขึน้ เมื่ออุณหภูมิทีร่ อยต่อ
สูงขึ้นตามไปด้วย กราฟแสดงค่าความสัมพันธร์ ะหวา่ งค่า  และคา่ IC ท่ีเปลย่ี นแปลงไปตามอุณหภูมิ
ของรอยต่อทรานซิสเตอร์ดังแสดงในรปู ที่ 4.4

รปู ที่ 4.4 กราฟแสดงค่า  และคา่ IC ทเี่ ปลยี่ นคา่ ไปตามอุณหภูมิ

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

Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall.

สาหรับคา่  คอื อตั ราการขยายทางกระแสระหวา่ งกระแสคอลเลคเตอร์ (IC) กับกระแส
อิมติ เตอร(์ IE) ปกติจะมีคา่ ไม่เกนิ 1 คือมคี ่าระหว่าง 0.95 - 0.99 ดงั สมการที่ 4.3

 = IC …4.3
IE

ความสัมพันธ์ระหวา่ ง และ 

เมอ่ื กาหนดให้ IE = IC + IB นา IC หารตลอดทัง้ 2 ข้างของสมการจะได้ว่า

IE = IC + IB

IE = 1IICC++IICB IB
IC = IC



แต่ =IICBและ  = IICEดงั น้ัน 1 =1+ 1



นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 152

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

1 = 1



α = 1   …4.4

+

จากสมการที่ 4.4 สามารถหาคา่  ได้เม่ือได้คา่  และก็สามารถหาคา่  ไดจ้ ากค่า  ตาม

สมการที่ 4.5 (+1) = 

 ∙  + α =

  =

   (1-) = 

    =  ...4.5

1-

4.4 การวิเคราะหว์ งจรทางด้านไฟฟา้ กระแสตรง (DC Analysis) ของทรานซสิ เตอร์

การแสดงคณุ สมบตั ิการทางานของทรานซิสเตอร์ สามารถแสดงได้ 3 สภาวะ คอื

1. สภาวะคัทออฟ (Cutoff) สภาวะน้ีเราจะพิจารณาจากกราฟคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์

บริเวณนี้ ค่ากระแสเบส IB = 0 ทรานซิสเตอร์จะไม่ทางานหรือคัตออฟ (Cutoff) น่ันคือไม่มีกระแส

คอลเลคเตอรไ์ หลจาก VCC ไปสู่อิมติ เตอร์ เม่อื พิจารณาในวงจรแสดงดังรูปที่ 4.5 จะเห็นว่าเกิดกระแส

รั่วไหลระหวา่ งรอยตอ่ คอลเลคเตอรไ์ ปสูอ่ มิ ติ เตอร์เรียกว่า ICEO ซึ่งมีค่านอ้ ยมาก (ปกติจะมีปริมาณน้อย

เป็น A เท่านั้น) RC

ICEO = 0 +

IB=0 - VCC

รปู ที่ 4.5 แสดงการรั่วไหลของกระแสคอลเลคเตอร์ ICEO ในสภาวะคตั ออฟ

2. สภาวะอม่ิ ตวั (Saturation) หมายถึง สภาวะทก่ี ระแสคอลเลคเตอรไ์ หลผ่านอิมิตเตอร์จน
ทาให้แรงดันตกคร่อมระหว่างขาคอลเลคเตอร์กับอิมิตเตอร์มีค่าคงท่ีค่าหนึ่งซึ่งน้อยมาก เรียกว่า
VCE(sat) ในกรณซี ิลกิ อนทรานซิสเตอร์ค่าแรงดันจุดอิ่มตัวจะมีค่าประมาณ VCE(sat) = 0.2 V แสดงดังรูป
ที่ 4.6

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 153

วิชา การวิเคราะห์วงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

3. สภาวะแอคทีฟ (Active) เป็นสภาวะที่กระแสคอลเลคเตอร์แปรผันตามแรงดันระหว่าง
คอลเลคเตอร์และอิมิเตอร์อย่างเป็นเชิงเส้นหรือเกือบเป็นเชิงเส้น ในสภาวะนี้ทรานซิสเตอร์ มีการ
ขยายท้ังทางด้านแรงดันและกระแส ทรานซิสเตอร์จะทางานในสภาวะน้ีเม่ือได้รับไบอัสตรงให้กับ
รอยต่อเบสกบั อิมติ เตอร์และป้อนไบอสั กลับให้กับให้กบั รอยต่อคอลเลคเตอรก์ บั เบส

IC

VCE

รูปที่ 4.6 เส้นแสดงลกั ษณะสมบตั ิของทรานซิสเตอร์ในสภาวะอ่มิ ตวั

4.4.1 หลกั การในการวเิ คราะห์การทางานของทรานซิสเตอรท์ างด้านไฟฟ้ากระแสตรง
ในการวิเคราะห์การทางานของทรานซิสเตอร์ทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง เพื่อตรวจสอบ

การทางานของทรานซิสเตอร์จะทาให้เราสามารถทราบวา่ ทรานซิสเตอร์ในวงจรทางานอยู่ในสภาวะใด
ซึ่งทาให้เราสามารถแก้ปัญหาในการทางานได้ง่ายขึ้นประหยัดเวลามากข้ึน โดยหลักการในการ
วเิ คราะหก์ ารทางานของทรานซิสเตอรท์ างด้านไฟฟ้ากระแสตรงมีหลักการดงั น้ี

4.4.1.1 ในวงจรที่ทาการวิเคราะห์การทางาน ถ้ามีตัวเก็บประจุต่ออยู่ ให้ทาการปลด
ออก (Open capacitor circuit) เพราะว่าการวิเคราะห์วงจรทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ในวงจร
จะมคี วามถม่ี คี ่าเท่ากับศูนย์ดังน้ันเราจะพบว่า ค่าคาปาซิแตนซ์ของตัวเก็บประจุ (XC) ที่อยู่ในวงจรจะ
มีค่าสูงมากเป็นอนันต์ น่ันคือเสมือนตัวเก็บประจุอยู่ในสภาวะเปิดวงจร แสดงให้เห็นได้จากสมการ
ดังน้ี

เมอื่ ความถ่ี (F) = 0 จะได้วา่

1 …4.6
XC = 2Fc

เมอื่ XC คอื คา่ ความตา้ นทานของตวั เกบ็ ประจุ มหี น่วยเปน็ โอห์ม

F คือ ความถ่ี มหี นว่ ยเป็น เฮริ ต์

C คือ ค่าความจุ มหี นว่ ยเปน็ ฟารัด

แทนค่าความถี่ F = 0 ลงในสมการท่ี 4.1

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 154

วชิ า การวิเคราะห์วงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

XC = 1
0
=

น่นั คือ C จะอยู่ในสภาวะ เปดิ วงจร
4.4.1.2 ทาการวิเคราะหว์ งจรโดยแยกวิเคราะห์เปน็ ภาค Input และ Output โดยที่

- วิเคราะหท์ ี่ภาค Input ของวงจรเพื่อหาค่า IB และ IC
- วิเคราะห์ทีภ่ าค Output ของวงจรเพื่อหาค่า VCE
4.4.1.3 ทาการตรวจสอบการทางานของ ทรานซสิ เตอร์ โดย

- ใชส้ มการท่ภี าค Output

- ให้แรงดัน VCE(sat) มคี ่าเท่ากับ 0.2 V

- หาค่ากระแส IC(MAX)

- ทาการเปรยี บเทียบค่า IC(MAX) กับ คา่ ICQ

ถ้า IC(MAX) มากกว่า ICQ แสดงว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในสภาวะทางาน Active

สามารถทางานขยายสัญญาณได้แต่ถ้า IC(MAX) น้อยกว่า ICQ แสดงว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในสภาวะอ่ิมตัว

(Saturation) ก็แสดงว่าทรานซิสเตอร์ไม่สามารถทางานเป็นวงจรขยายได้

IC(MAX)  IC Transistor Active

IC(MAX)  IC Transistor Saturation

ICQ = 0 Transistor Cut off

ตัวอย่างที่ 4.1 วงจรไบอัสทรานซิสเตอร์เม่ือวิเคราะห์ทางด้านไฟฟ้ากระแสตรงดังแสดงในรูปที่ 4.7
พารามเิ ตอรท์ ี่สาคัญท่ีตอ้ งพิจารณาเพือ่ หาคา่ คอื กระแส IB, IE, IC และแรงดนั VCB, VCE และตรวจสอบ
การทางานของทรานซสิ เตอร์

RC IC

+ RB -VCB + + +
VBB IB +VBE - V-CE - VCC

- IE

รปู ที่ 4.7 แสดงการไบอัสทรานซิสเตอร์ NPN
และการกาหนดกระแสแรงดันในวงจรเพ่อื วเิ คราะห์แบบไฟตรง

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 155

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

วธิ ที า จากรูปท่ี 4.7 จะเหน็ วา่ เมอ่ื เบสและอมิ ิตเตอร์ไดร้ บั ไบอัสตรงจะเกิดแรงดันตกคร่อมรอยต่อ

ดงั น้ี

VBE ≅ 0.7 V …4.7

RB

+ + VRB - +VBE -
VBB IB

-

รปู ที่ 4.8 แสดงวงจรทางดา้ น Input

จากรปู ที่ 4.8 ใช้กฎของ Kirchoff’s Voltage Law เขยี นสมการทางด้านอินพุตไดด้ ังน้ี

VBB - VRB - VBE = 0 …4.8

จากสมการที่ 4.3 แรงดันตกครอ่ ม RB คือ

VRB = VBB - VBE

และ VRB = IB  RB

ดงั นั้น IB  RB = VBB - VBE

หรือ IB = VBB - VBE …4.9
จากสมการที่ 4.3 หาค่า IE RB …4.10
…4.11
จากสมการท่ี 4.2 หาคา่ IC IE = Ic



IC =   IB

+ +
RC -VRC - VCC

+
+
V-CE

รูปท่ี 4.9 แสดงวงจรทางดา้ น OUTPUT

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 156

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

จากรปู ที่ 4.9 ใชก้ ฎของ Kirchoff’s Voltage Law เขียนสมการทางด้านเอาตพ์ ุตไดด้ ังนี้

VCC – VRC – VCE = 0 …4.12

เมือ่ แรงดันตกคร่อม RC คอื …4.13
RC = IC  RC

แรงดันตกคร่อมรอยต่อคอลเลคเตอร์กบั อมิ ิตเตอร์ คอื

VCE = VCC – IC  RC

แรงดนั ตกครอ่ มรอยต่อคอลเลคเตอรก์ ับเบส คอื …4.14
VCB = VCE - VBE

ตรวจสอบสภาวะการทางานของทรานซิสเตอร์ทาได้โดยใชส้ มการทางด้านเอาตพ์ ุตดงั นี้

VCC – IC  RC - VCE = 0 …4.15

กาหนดให้ VCE(sat) = 0.2 V และแทนค่าลงในสมการท่ี 4.10 เพ่อื หาคา่ กระแส IC(MAX)

VCC – IC  RC – 0.2 = 0

IC(maX) = VCC - 0.2 V
RC
ทาการเปรียบเทยี บ คา่ กระแส IC(MAX) กบั กระแส IC ทีม่ าจากสมการท่ี 4.6 เพอ่ื ตรวจสอบ

สภาวะการทางานของทรานซิสเตอรต์ ามเงื่อนไขท่ีกาหนดไว้

ตวั อย่างที่ 4.2 จงคานวณหาค่า  และ  ของทรานซสิ เตอร์เมื่อ IB = 50 A และ IC = 3.65 mA

วธิ ีทา จากสมการที่ 4.2

 = IC
 =
3IB.65 mA
50 A
 =73 ตอบ

จากสมการท่ี 4.4

α = 1 
α =
1 +73

+ 73

α =0.989 ตอบ

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 157

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

ตัวอย่างที่ 4.3 จากวงจรในรูปที่ 4.10 จงหาค่าของ IB, IE, IC, , VCE และ VCB และตรวจสอบสภาวะ
การทางานของทรานซิสเตอร์ ถา้ ทรานซิสเตอรใ์ นวงจรมี ค่า  = 150

RC IC=100 W

RB = 10 KW-VCB + + +
IB +VBE - V-CE
+ - VCC
VBB IE 10 V
5V-

รูปที่ 4.10 วงจรไบอสั ทรานซิสเตอร์

วิธีทา

IB = VBB-VBE
RB
5 V-0.7 V
= 10 kW
= 430 A ตอบ

IC =   IB ตอบ
= (150) x (430 A)
= 64.5 mA

 = 1  

+
150
= 1 + 150
= 0.993 ตอบ
ตอบ
IE = IC
64.5 mA
= 0.993
= 64.95 mA

VCE = VCC - IC  RC

= 10 V – (64.5 mA) x (100W)

= 3.55 V ตอบ

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 158

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

VCB = VCE – VBE
= 3.55 V – 0.7 V

= 2.85 V ตอบ

IC(max) = VCC-0.2
RC
10 V-0.2 V
= 100W
= 98 mA ตอบ

ตรวจสอบการทางาน โดยเปรียบเทียบ ค่ากระแส IC(MAX) มากกวา่ IC ทรานซสิ เตอร์ทางาน
ในสภาวะแอคทฟี

4.4.2 วงจรคอมมอนเบส (Common Base Circuit)

คุณสมบตั ิพืน้ ฐานของวงจรคอมมอนเบสคือ

1. สญั ญาณเอาท์พุตมีเฟสเหมือนกันกับสญั ญาณอินพตุ (Inphase)

2. อัตราการขยายทางด้านกระแส () น้อยกวา่ 1 เสมอ

3. อัตราการขยายทางด้านแรงดัน (Voltage Gain) หรอื AV สงู

4. อนิ พุตอิมพแี ดนซ์ต่ามีค่าเป็นโอห์มแตเ่ อาท์พตุ อิมพีแดนซ์สูงเทา่ RC

RE = 4 KW RC = 5 KW

VEE + IE IB IC VCC +
8.7 V - 20 V-

รูปท่ี 4.11 วงจรคอมมอนเบส

จากวงจรตามรูปที่ 4.11 สามารถแยกส่วนเพื่อเขียนสมการภายในวงจรคอมมอนเบสได้
ดังน้ีคอื

1. สมการของวงจรทางดา้ นอินพตุ
2. สมการของวงจรทางดา้ นเอาตพ์ ตุ

โดยปกติแล้วการให้ไบอัสของวงจรทางด้านอินพุตจะให้ไบอัสตรงและการให้ไบอัสทางด้าน
เอาท์พุตของวงจรจะเป็นการให้ไบอัสกลับ ในการพิจารณาสมการทางด้านอินพุตจะหาเฉพาะกระแส
ทางด้านอินพุตในที่น้ีคือ กระแสอิมิตเตอร์ (IE) ส่วนทางด้านเอาท์พุตของวงจรนั้นจะหาเฉพาะค่า
แรงดนั ตกคร่อมระหว่างขาคอลเลคเตอร์กับขาเบส (VCE) ของวงจรซง่ึ จะไดพ้ จิ ารณาดงั น้ี

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 159

วชิ า การวิเคราะห์วงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

4.4.2.1 การหาคา่ กระแสทางดา้ นอินพุต

จากวงจรในรปู ท่ี 4.9 สามารถเขียนวงจรทางด้านอนิ พุต (Input Section) ได้ดงั นี้
VRE
+ +
+ ++ IE +VBE - -
VEE -
-
รปู ท่ี 4.12 วงจรทางด้านอนิ พุต

จากรูปที่ 4.10 สามารถเขียนสมการ Voltage Loop โดยใช้กฎของ Kirchoff’s

Voltage Law ซ่ึงในวงจรตามรูปที่ 4.10 ใช้กฎของ Kirchoff’s Voltage Law เขียนสมการได้ดังนี้

+ VEE – VRE - VBE =0

เม่อื VRE = IE  RE

+ VEE – (IE  RE) - VBE = 0

IE  RE = VEE - VBE

ดังนน้ั จะได้ IE = VEE - VBE …4.11
RE

เมื่อ VBE(Ge) ≅ 0.3 V

VBE(Si) ≅ 0.7 V

หรอื จะหา IE โดยประมาณ เนื่องจาก VBE นอ้ ยกว่า VEE จะไดด้ งั น้ี

IE ≅ VEE …4.12
RE

4.4.2.2 การหาค่าแรงดันทางดา้ นเอาท์พตุ
เขียนวงจรวงจรทางดา้ นเอาท์พุต (Output Section) ได้ดงั นี้

VRC -

- VCB IC VCC

รปู ท่ี 4.11 วงจรทางดา้ นเอาทพ์ ตุ

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 160

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

จากวงจรในรูปท่ี 4.11 หาค่าแรงดันตกคร่อมที่ขาคอลเลคเตอร์กับเบส ใช้กฎของ

Kirchoff’s Voltage Law เขยี นสมการได้ดังน้ี

+ VCC – VRC – VCB = 0

เมือ่ VRE = IC  RC

+ VCC – (IC  RC) – VCB = 0

VCB = - VCC + (IC  RC) …4.13

ในวงจรคอมมอนเบสหาคา่ กระแสคอลเลคเตอร์ได้จากสมการ

IC ≅ IE

อัตราการขยายทางดา้ นกระแส () หาได้ดงั นี้

 ≅ IC …4.14
IE

ซงึ่ อตั ราการขยายทางดา้ นกระแสในวงจรคอมมอนเบสจะไมเ่ กนิ 1

ตัวอย่างท่ี 4.4 จงคานวณหาค่าแรงดันไบอัส VBE VCB กระแส IE และ IC ดังแสดงในวงจรตาม
รูปท่ี 4.12 ทรานซิสเตอร์ท่ใี ช้เป็นชนิดซิลิกอนซึง่ มอี ัตราการขยายทางดา้ นกระแสเทา่ กับ 0.99

RE IE IC RC
IB 3 KW
4 KW Output
Input VEE +
VCC
9V- 9V+
-

รปู ท่ี 4.12 วงจรคอมมอนเบส

วิธีทา มีลาดับข้ันตอนในการคานวณดังต่อไปนี้

หาคา่ แรงดัน VBE

VBE ≅ 0.7 V ตอบ

หาค่ากระแส IE

IE = VEE - VBE
RE
9 V - 0.7 V
IE = 4 kW

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 161

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

= 2.075 mA ตอบ

หาค่ากระแส IC IC ≅ IE ตอบ
หาค่าแรงดนั VCB ≅ 2.075 mA

VCB = - VCC + IC  RC

= - 9 V + (2.075 mA)(3KW)

= - 3.775 V ตอบ

4.4.3 วงจรคอมมอนอิมิตเตอร์ (Common Emitter Circuit)

คุณสมบตั ิพ้ืนฐานของวงจรคอมมอนอิมติ เตอร์
1. สญั ญาณเอาท์พุตมเี ฟสตรงขา้ มกับสัญญาณอนิ พุต 180o (Out Off Phase 180o)

2. มีคา่ อตั ราการขยายทางด้านกระแส (Current Gain) หรอื  สูง

3. อัตราการขยายทางด้านแรงดัน (Voltage Gain) หรือ AV สงู
4. ค่าอินพุตอมิ พีแดนซเ์ ทา่ กับ RB และเอาท์พตุ อิมพีแดนซเ์ ทา่ กบั RC
5. เป็นวงจรขยายแบบคลาสเอ

RB RC IC

Input C1 C2

IB + Output +
+VBE - V-CE - VCC

รูปท่ี 4.13 แสดงวงจรคอมมอนอิมติ เตอร์

จากรูปที่ 4.13 เป็นวงจรคอมมอนอิมิตเตอร์ที่มีการให้ไบอัสแบบคงที่ (Fixed Bias)
ลักษณะการจัดวงจรแบบนี้จะเป็นการขยายในคลาสเอจะมีการจัดให้ไบอัสท่ีจุด Q-Point สัญญาณที่
วงจรขยายได้จะเหมือนกับสัญญาณท่ีป้อนให้แก่วงจรแต่จะมีเฟสต่างกัน 180o ซ่ึงมีวิธีการหาสมการ
ของวงจรโดยแบง่ รูปวงจรออกเป็น 2 ส่วน คอื ส่วนอินพตุ และส่วนเอาท์พตุ ซ่งึ จะหาสมการได้ดังน้ี

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 162

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

+ +
VCC - -VRB
IB

+VBE -

รูปท่ี 4.14 แสดงรปู วงจรทางด้านอินพุตของวงจรคอมมอนอิมติ เตอร์

4.4.3.1 การหาคา่ กระแสทางด้านอินพุต ใช้กฎของ
จากรูปที่ 4.13 เขียนวงจรทางด้านอินพุตได้ดังแสดงในรูปที่ 4.14

Kirchoff’s Voltage Law เขียนสมการไดด้ งั นี้
VCC – VRB – VBE = 0

VCC – (IB RB) – VBE = 0

IB RB = VCC – VBE
ดงั นน้ั จะได้

IB = VCC - V …4.15

BE

RB

หรือจะไดค้ า่ โดยประมาณเนอ่ื งจาก VBE มคี า่ น้อยกวา่ VCC จะได้

IB = VCC …4.16
RB

4.4.3.2 การหาคา่ แรงดันทางด้านเอาท์พุต
จากวงจรในรปู ที่ 4.13 เขยี นวงจรทางด้านเอาท์พตุ ได้ดงั นี้

VRC IC

++
V-CE - VCC

รูปท่ี 4.15 แสดงวงจรทางด้านเอาท์พุตของวงจรคอมมอนอิมิตเตอร์

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 163

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

จากรูปท่ี 4.15 ใช้กฎของ Kirchoff’s Voltage Law เขียนสมการได้ดังน้ี

VCC – VRC - VCE = 0

VCC – (IC  RC) - VCE = 0

VCE = VCC – (IC  RC) …4.17

ในวงจรคอมมอนอิมติ เตอร์หาค่ากระแสคอลเลคเตอร์ไดจ้ ากสมการ

IC =   IB
ตัวอย่างท่ี 4.5 จงหาค่าแรงดันไบอัสดีซี และกระแสไหลในวงจร เมื่อทรานซิสเตอร์ท่ีใช้เป็นชนิด
ซลิ ิกอน (Si) และมอี ัตราการขยายทางดา้ นกระแส () = 50 จากวงจรในรูปที่ 4.16

VCC = 12 V

RB RC IC
250 KW
2 KW C2 10 F
Input
IB + Output
C1 10 F +VBE - V-CE

รปู ที่ 4.16 วงจรคอมมอนอิมิตเตอร์

วธิ ที า หาค่ากระแส (IB) ไดจ้ ากสมการ

IB = VCC - V

BE

RB

12 V - 0.7 V
แทนค่าในสมการ IB = 250 kW
= 45.2 A
ตอบ
หาค่ากระแสคอลเลคเตอร์ (IC) ได้จากสมการ ตอบ
ตอบ
IC =   IB

แทนค่าในสมการ IC = (50)  (45.2 A)
= 2.26 mA

หาคา่ แรงดนั ตกคร่อมคอลเลคเตอร์และอิมิตเตอร์ (VCE) ได้จากสมการ

VCE = VCC - (IC  RC)

แทนคา่ ในสมการ VCE = 12 V - (2.26 mA  2 kW)
= 12 V – 4.52 V

= 7.48 V

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 164

วชิ า การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

4.4.4 วงจรคอมมอนอิมิตเตอร์มีความต้านทาน RE (DC Bias Circuit With Emitter
Resistor)

วงจรในรูปท่ี 4.16 มีการต่อวงจรเหมือนกับวงจรการให้ไบอัสแบบคงท่ี แต่มีการต่อความ
ต้านทาน RE เพม่ิ ขนึ้ มา การเพ่ิมความตา้ นทาน RE จะทาใหเ้ สถียรภาพในการขยายของวงจรดีกว่าการ
ใหไ้ บอสั แบบคงท่ีดงั แสดงในรูปวงจรที่ 4.16

VCC

RB RC IC

Input C2

C1 IB + Output
V-CE
+VBE - IE

RE

รปู ท่ี 4.17 แสดงวงจรคอมมอนอิมติ เตอร์ที่มีความต้านทาน RE

สาหรับการวิเคราะห์วงจรในรูปที่ 4.17 นี้จะพิจารณาในส่วนของวงจรทางด้านอินพุตและ
สว่ นของวงจรด้านเอาท์พุตดงั น้ี

4.4.4.1 การหาค่ากระแสทางดา้ นอินพุต

VCC

VRB RC
IB
+VBE - - IE
VRE

รูปที่ 4.18 แสดงวงจรทางด้านอนิ พุตของวงจรคอมมอนอิมิตเตอร์มีความต้านทาน RE

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 165

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

จากรูปที่ 4.18 ใชก้ ฎของ Kirchoff’s Voltage Law เขยี นสมการไดด้ ังน้ี

VCC – VRB – VBE – VRE = 0

VCC – (IB  RB) – VBE – (IE  RE) = 0

เมื่อ IE = IC + IB
แทนในสมการด้านบนจะได้ว่า

VCC – (IB  RB) – VBE – (IC + IB)  RE = 0

VCC – (IB  RB) – VBE – (IC RE) – (IB  RE) = 0

เมอื่ IC =   IB จะได้

VCC – (IB  RB) – VBE – [(  IB)  RE] – (IB  RE) = 0
IB [RB + (  RE) + RE] = VCC – VBE
IB [RB + RE ( + 1)] = VCC – VBE

ดงั น้นั จะได้

IB = RB VCC – VBE 1) …4.18
หรือจะหาค่าประมาณไดจ้ ากสมการ + RE ( + …4.19

IB ≅ RB VCC ∙ RE)
+ (

4.4.2 การหาคา่ กระแสทางด้านเอาท์พตุ

+
VRC

- IC

+
V-CE
+ IE
V-RE

รูปที่ 4.19 แสดงการเขียนวงจรทางดา้ นเอาท์พุต

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 166

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

จากรปู ที่ 4.19 ใชก้ ฎของ Kirchhoff’s Voltage Law เขยี นสมการไดด้ ังนี้ …4.20
VCC – VRC – VCE – VRE = 0

VCC – (IC  RC) – VBE – (IE  RE) = 0
เมื่อ IC ≅ IE

จะได้
VCE ≅ VCC – IC  (RC + RE)

หาค่าแรงดนั ตกคร่อมท่ีอิมติ เตอร์กับกราวด์ไดด้ งั นี้ …4.21
VE = IE  RE ≅ IC  RE

และหาคา่ แรงดนั ตกคร่อมทีค่ อลเลคเตอร์กบั กราวด์ได้ดังน้ี …4.22

VC = VCC – IC  RC

ซงึ่ สามารถนาคา่ VEและ VC ไปหาคา่ VCE ไดด้ งั นี้

VCE = VC - VE …4.23

ตัวอย่างท่ี 4.6 จากรปู ที่ 4.20 จงคานวณหาค่าแรงดนั ไบอสั และกระแสของวงจรโดยกาหนดให้
ทรานซิสเตอร์มอี ัตราการขยาย  = 100

VCC = 24 V

RB RC IC
400 KW
2 KW C2
Input
IB + Output
C1 V-CE
+VBE - IE

RE

1 KW

รูปท่ี 4.20 วงจรคอมมอนอิมิตเตอร์ที่มคี วามตา้ นทาน RE

วิธที า หาคา่ IB ได้จากสมการ VCC
+ ( ∙
IB ≅ RB RE)

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 167

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

แทนค่าในสมการ 24 V
IB ≅ 400 kW + (100) ∙ (1 kW)

24 V
≅ 500 kW

≅ 48 A ตอบ
ตอบ
หาคา่ กระแสคอลเลคเตอร์ (IC) ไดจ้ ากสมการ

IC =   IB

แทนค่าในสมการ IC = (100)  (48 A)

= 4.8 mA ≅ IE

หาค่าแรงดนั ตกครอ่ มที่ขาคอลเลคเตอรก์ บั อิมติ เตอร์ (VCE) ได้จากสมการ

VCE ≅ VCC – IC  (RC + RE)

= 24 V – (4.8 mA)  (2 kW) - (4.8 mA)  (1 kW)

= 24 V – 9.6 V - 4.8 V

= 9.6 V ตอบ

4.4.5 การให้ไบอสั แบบดซี ขี องวงจรคอมมอนอิมิตเตอร์ท่ีไม่ข้ึนอยู่กับค่า  (DC Bias Circuit
Independent of Beta)

ในการออกแบบวงจรท่ีผ่านมาจาเป็นต้องนาค่าอัตราการขยายทางด้านกระแส หรือค่า
เบต้า () นามาใชใ้ นการออกแบบด้วยซึ่งค่าอัตราการขยายทางด้านกระแส () ของตัวทรานซิสเตอร์
มีการเปล่ียนแปลงตามอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิเพ่ิมข้ึนทาให้อัตราการขยายทางด้านกระแสลดลงส่งผล
ให้ประสิทธิภาพของวงจรขยายลดลง จึงได้มีการพัฒนารูปแบบในการออกแบบวงจรโดยท่ีไม่ใช้ค่า
เบต้า () ซง่ึ การออกแบบวงจรท่ีไม่ใช่ค่าเบต้านี้ ทาให้เสถียรภาพในการขยายดีขึ้นและยังมีการขยาย
ของวงจรเป็นแบบคลาสเอ ซึ่งการขยายสัญญาณจะไม่เปล่ียนแปลงอัตราการขยายของสัญญาณตาม
อุณหภูมิลักษณะการออกแบบนี้บางครั้งเรียกว่า การให้ไบอัสแบบแบ่งแรงดันลักษณะการต่อวงจรดัง
รูปที่ 4.21

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 168

วชิ า การวิเคราะห์วงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

VCC

RB1 I1 IC
RC
Input C2

C1 IB + Output
I2 +VBE - V-CE
RB2 C3
RE IE

รปู ที่ 4.21 แสดงการใหไ้ บอัสแบบไม่ขน้ึ อยู่กบั ค่าเบต้า

4.4.5.1 การหาคา่ ทางดา้ นอนิ พุต
ค่าอินพุตอิมพีแดนซ์ระหว่างขาเบสกับขาอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์คือ Rin เมื่อเรา
ตอ้ งการหาคา่ แรงดันทีข่ ้วั เบส สามารถเขียนวงจรสมมลู ไดด้ ังรปู ที่ 4.22

VCC

I1
RB1

IB

RB2 I2 VB Rin

รปู ท่ี 4.22 แสดงคา่ อินพตุ อมิ พแี ดนซ์ระหวา่ งขาเบสกับขาอิมิตเตอรข์ องทรานซิสเตอร์

จากรูปวงจรที่ 4.22 สามารถหาค่าแรงดนั ที่ตกครอ่ มทข่ี าเบสไดด้ ังน้ี

RB2
RB1 + RB2
xVB ≅ VCC …4.24
…4.25
เมอ่ื ค่า VB คือแรงดันทวี่ ัดได้ท่ีขาเบสกบั กราวด์
สามารถคานวณหาแรงดันตกคร่อมท่อี ิมติ เตอร์กับกราวด์ได้ดงั นี้

VE = VB - VBE

หาค่ากระแสคอลเลคเตอรไ์ ด้ดงั น้ี ≅ IE …4.26
IC

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 169

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอิเล็กทรอนิกส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

4.4.5.2 การหาค่าทางดา้ นเอาทพ์ ุต

VCC

IC
VRC C2

V+C
E-

VRE IE

รูปท่ี 4.23 แสดงวงจรทางด้านเอาท์พตุ ของวงจรคอมมอนอิมติ เตอร์
วงจรคอมมอนอมิ ติ เตอร์ท่ีไม่ข้ึนอยกู่ ับค่า

จากรูปที่ 4.23 ใช้กฎของ Kirchhoff’s Voltage Law เขียนสมการไดด้ ังนี้ …4.27
VCC – VRC – VCE – VRE = 0

VCC – (IC  RC) – VBE – (IE  RE) = 0
เมื่อ IC ≅ IE
จะได้

VCE ≅ VCC – IC  (RC + RE)

หาคา่ แรงดันตกคร่อมท่ีอิมติ เตอรก์ บั กราวด์ได้ดังน้ี …4.28
VE = IE  RE ≅ IC  RE

และหาค่าแรงดันตกครอ่ มทคี่ อลเลคเตอร์กบั กราวดไ์ ด้ดังนี้ …4.29

VC = VCC – IC  RC

ซ่ึงสามารถนาคา่ VEและ VC ไปหาคา่ VCE ไดด้ ังน้ี

VCE = VC - VE …4.30

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 170

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

ตัวอยา่ งที่ 4.7 จากรปู ที่ 4.32 จงคานวณหาคา่ แรงดนั ดีซีไบอสั และกระแสที่ไหลในวงจร

VCC = 24 V

RB1 I1 RC IC
40 kW 10 kW
C2
Input C1
IB + Output
RB2 I2 +VBE - V-CE
4 kW C3
RE IE
1.5 kW

รูปที่ 4.23 วงจรคอมมอนอิมิตเตอรท์ ี่ไมข่ น้ึ อยู่กบั คา่ 

วิธที า จากสมการ 4.23 หาค่าแรงดันทเ่ี บสเทยี บกราวด์ (VB)
RB2
VB = x VCC
VB = RB1 + kRWB2
kW x 24
แทนค่าในสมการ 4 V

40 kW + 4
VB = 2.18 V ตอบ

หาคา่ แรงดันท่ีอิมิตเตอรเ์ ทยี บกราวด์ (VE) ไดจ้ ากสมการ

VE = VB - VBE

แทนคา่ ในสมการ VE = 2.18 V – 0.7 V

= 1.48 V ตอบ
ตอบ
หาค่ากระแสอิมิตเตอร์ (IE) ได้จากสมการ = VE
IE = R1E.48 V

แทนค่าในสมการ IE 1.5 kW

= 0.987 mA

หาค่าแรงดนั ตกคร่อมท่ีคอลเลคเตอรเ์ ทียบกราวด์ไดจ้ ากสมการ

VC = VCC – IC  RC

แทนคา่ ในสมการ VC = 24 V – (0.987 mA) (10 kW)
= 24 V – 9.87 V

= 14.13 V ตอบ

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 171

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

หาค่าแรงดนั ตกคร่อมที่คอลเลคเตอรก์ บั อิมิตเตอร์ได้จากสมการ

VCE = VC - VE

แทนค่าในสมการ VCE = 14.13 V - 1.48 V

= 12.65 V ตอบ

4.4.6 วงจรคอมมอนคอลเลคเตอร์ดีซีไบอัสหรือวงจรอิมิตเตอร์ฟอลโลเวอร์ (Common
Collector DC Bias Circuit or Emitter Follower)

คณุ สมบตั ิของวงจรคอมมอนคอลเลคเตอร์
1. สญั ญาณอนิ พตุ และเอาท์พุตมีเฟสเหมือนกัน
2. อตั ราการขยายแรงดนั (Voltage Gain) เท่ากับ 1
3. คา่ แรงดัน VCE เท่ากับครงึ่ หน่ึงของ VCC
การขยายสญั ญาณแบบวงจรคอมมอนคอลเลคเตอร์หรือวงจรอิมิตเตอร์ฟอร์โลเวอร์น้ีรูปคล่ืน
ของทางด้านอินพุตและเอาท์พุตมีเฟสเหมือนกัน ความสูงของรูปคล่ืนมีขนาดเท่ากัน ในวงจรน้ีแยก
กระแสระหวา่ งวงจรทางดา้ นอนิ พตุ และเอาทพ์ ุตออกจากกันโดยไม่เก่ียวข้องกัน วงจรนี้จึงนิยมทาเป็น
วงจรบฟั เฟอร์ (Buffer) ใช้กน้ั ระหวา่ งภาคขยายความถ่ีวิทยุ (RF Power Amp) กับภาคออสซิเลเตอร์
(Oscillator) เป็นตน้
จากรปู ท่ี 4.24 แสดงวงจรวงจรคอมมอนคอลเลคเตอร์หรือวงจรอิมิตเตอร์ฟอลโลเวอร์ซ่ึงมี
วิธีการหาสมการของวงจรโดยแบ่งการหาสมการออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนของอินพุตและส่วนของ
วงจรดา้ นเอาท์พุตดงั น้ี

VCC

RB

Input C1 IB +
V-CE C2
VB +VBE - VE Output
IE
RE

รูปที่ 4.24 แสดงวงจรคอมมอนคอลเลคเตอรห์ รือวงจรอิมิตเตอรฟ์ อลโลเวอร์

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 172

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

4.4.5.1 การหาคา่ กระแสทางด้านอนิ พุต

VCC

+
VRB
-

IB

VB +VBE -
IE
V+E
-VRE

รูปท่ี 4.25 แสดงวงจรสมมูลของวงจรคอมมอนคอลเลคเตอร์ทางดา้ นอินพตุ

จากรูปที่ 4.25 ใชก้ ฎของ Kirchhoff’s Voltage Law เขียนสมการไดด้ ังนี้

VCC – (IB  RB) – VBE - (IE  RE) = 0

เมือ่ IE = ( + 1)  IB

IE ≅   IB

สามารถเขยี นสมการหากระแสเบส (IB) ในวงจรได้ดังนี้

IB = RB VCC – VBE + 1) …4.29
+ RE ∙ ( …4.30

IB ≅ VCC
RB +  ∙ RE

4.4.5.2 การหาค่าแรงดนั ทางด้านเอาท์พตุ
หาคา่ แรงดนั ท่ีขาอิมิตเตอรเ์ ทียบกราวดไ์ ดด้ งั นี้

VE = IE  RE …4.31

และจะไดแ้ รงดนั ท่ีคอลเลคเตอร์กับอิมติ เตอร์ คือ
VCE = VCC - VE

VCE = VCC – (IE  RE) …4.32

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 173

วชิ า การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

ตัวอย่างท่ี 4.24 จากรูปท่ี 4.26 จงคานวณหาค่าแรงดนั ดีซีไบอัสและกระแสโดยมีเบต้า() เทา่ กบั 45

VCC = 9 V

RB
100 kW

Input C1 IB +
V-CE C2
VB +VBE - VE Output
IE
RE

2.4 kW

รปู ที่ 4.26 วงจรคอมมอนคอลเลคเตอร์

วธิ ีทา หาคา่ กระแส IB ไดจ้ ากสมการ 4.30 ≅ VCC
IB RB +  ∙ RE

แทนค่าในสมการ IB 9V
หาคา่ กระแส IE ไดจ้ ากสมการ IB ≅ 100 kW + (45)  (2.4 kW)
แทนค่าในสมการ ≅ 43.26 A ตอบ
หาค่า VCE ได้จากสมการ IE
แทนค่าในสมการ IE = ( + 1)  IB ตอบ
IE
= (45+ 1)  (3.26 A)
VCE = 1.98 mA
VCE
= VCC – (IE  RE)

= 9 V – (1.98 mA)  (2.4 kW)

= 4.25 V ตอบ

หาค่า VE ได้จากสมการ VE = IE  RE
แทนคา่ ในสมการ
VE = (1.98 mA)  (2.4 kW)
VE = 4.75 V ตอบ

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 174

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

ตวั อย่างท่ี 4.25 จากรูปท่ี 4.27 จงคานวณหากระแสและแรงดันไบอัสในวงจร เมื่อทรานซิสเตอร์เป็น
ชนดิ ซลิ ิกอน

VCC = 10 V

RB1 IB = 100
20 kW +
V-CE C2
Input C1 VB +VBE - VE Output
IE
RB2 3 kW
20 kW

รปู ที่ 4.27 วงจรอมิ ติ เตอร์ฟอลโลเวอร์

วธิ ีทา หาคา่ VB ไดจ้ ากสมการ VB ≅ RB2 x VCC V
VB ≅ RB1 2+0RkBW2 kW x 10
แทนคา่ ในสมการ
หาค่า VE ไดจ้ ากสมการ 20 kW + 20
แทนคา่ ในสมการ VB = 5 V ตอบ
ตอบ
VE = VB - VBE
VE = 5 V – 0.7 V ตอบ
VE = 4.3 V ตอบ

หาค่า IE ไดจ้ ากสมการ IE = VE

แทนคา่ ในสมการ 4RE.3 V
หาค่า VCE ไดจ้ ากสมการ IE = 3 kW
IE = 1.43 mA

VCE = VCC – IE  RE

แทนคา่ ในสมการ VCE = 10 – (1.43 mA)  (3 kW)

VCE = 5.71 V

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 175

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

4.4 การวเิ คราะหก์ ารทางานของทรานซสิ เตอร์โดยใชเ้ ส้นโหลดไลน์ (Load Line Analysis)
จากกราฟคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์ที่วัดได้โดยใช้เครื่องมือทดสอบท รานซิสเตอร์มีชื่อ

เรียกว่า เคิฟเทรเซอร์ (Curve Tracer) โดยเครอื่ งจะมีรปู ลกั ษณะดงั แสดงในรูปท่ี 4.28

รูปท่ี 4.28 เครือ่ งเคิฟเทรเซอร์ (Curve Tracer)

โดยกราฟคณุ สมบตั ิของทรานซิสเตอร์ที่ได้จากการใช้เคร่ืองเคิฟเทรเซอร์ วัดทดสอบแสดงดัง
รูปที่ 4.29 กราฟคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์จะนาไปใช้ในการสร้างเส้นเส้นโหลดไลน์ (Load Line)
เพื่อที่จะหาค่า VCEQ และ ค่า ICQ ในขณะท่ีทรานซิสเตอร์ทางาน ณ จุด Q-Point แล้วนาค่าที่ได้ไปใช้
ในการออกแบบวงจรทรานซสิ เตอร์ต่อไป

IC (mA)

8 IB = 400 A
IB = 350 A
7
6 IB = 300 A
5
IB = 250 A
4 IB = 200 A
3
2 IB = 150 A
1
IB = 100 A
IB = 50 A VCE (V)
IB = 0 A

0 5 10 15 20

รปู ท่ี 4.29 กราฟคณุ สมบัติของทรานซสิ เตอร์ทีว่ ัดจากเครอ่ื งเคิฟเทรเซอร์

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 176

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

ลาดบั ข้นั การหาเส้นโหลดไลน์ (Load Line) จะหาไดด้ ังต่อไปน้ี

VCC

RB RC IC

Input C2

C1 IB + Output
+VBE - V-CE

รูปท่ี 4.30 แสดวงจรการให้ไบอัสแบบคงที่ (Fixed Bias)

จากรปู ที่ 4.30 สามารถเขยี นสมการทางด้านเอาท์พุตไดด้ ังนี้

VCC = (IC  RC) + VCE

จากสมการทางด้านเอาท์พุตถ้าใหค้ า่ IC = 0

จะได้ VCC = VCE

และจากสมการทางด้านเอาท์พุตถา้ ให้ค่า VCE = 0

จะได้ IC = VCC
RC

IC (mA) (Q-Point)

VCC 8 (Load Line) IB = 400 A (VCC-VBE)
RC 7 5 10 RB
IB = 350 A IB=
6 IB = 300 A

5 IB = 250 A

4 IB = 200 A
3 IB = 150 A

2 IB = 100 A
1 IB = 50 A

0 15 20 IB = 0 A VCE (V)

รูปที่ 4.31 แสดงกราฟคุณสมบตั ทิ รานซสิ เตอร์วงจรการใหไ้ บอัสแบบคงที่ (Fixed Bias)

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 177

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

นาค่าของ VCE และ IC ที่ได้ไปกาหนดท่ีกราฟคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์ แล้วทาการ
ลากเส้นโหลดไลน์ (Load Line) ระหว่างจุดท้ังสอง จากน้ันหาค่ากระแส IB เพ่ือหาจุดการทางานของ
ทรานซิสเตอร์ (Q - Point) ต่อไปไดจ้ ากสมการ

VCC - (IB  RB) – VBE = 0
ย้ายขา้ งสมการจะได้

VCC = (IB  RB) + VBE

IB = (VCC-VBE)
RB
ถ้าได้ค่า IB แล้วให้นาค่า IB ที่ได้ไปดูค่ากระแส IB ในกราฟคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์ของ

ค่ากระแส IB ที่ตัดกับเส้นโหลดไลน์ กาหนดจุดให้เป็นจุด Q - Point ทาการลากเส้นจุด Q - Point

ทางด้านแนวตั้งลงมาหาเส้นแสดงค่าแรงดัน VCE จะได้ค่า VCEQ และลากเส้นแนวนอนไปตัดเส้นแสดง

ค่าของกระแสคอลเลคเตอร์ IC จะได้ค่า ICQ ค่าของ VCEQ และ ICQ คือค่าแรงดันและกระแสที่จุดการ

ทางานของทรานซิสเตอร์หรือจะคานวณหาค่าทั้งสองได้จากวงจร โดยค่า VCE และ IC = ICQ ดังแสดง

ในตวั อย่างต่อไปนี้

ตัวอย่างท่ี 4.26 จากวงจรในรปู ท่ี 4.32 จงคานวณหา

(ก) กาหนดเสน้ ดซี ี โหลดไลน์ และหาจุด Q - Point

(ข) หา VCE และ IC จากรปู กราฟ IC (mA)

VCC = 15V

RB RC IC 8 IB = 400 A
100 kW IB = 350 A
3 kW C2 7
Input 6 IB = 300 A
IB + Output 5
C1 +VBE - V-CE IB = 250 A
4 IB = 200 A
3
2 IB = 150 A
1
IB = 100 A
0 IB = 50 A VCE (V)
IB = 0 A
(ก) วงจรการให้ไบอสั แบบคงท่ี (Fixed Bias)
5 10 15 20

(ข) กราฟคุณสมบัติทรานซิสเตอร์

รปู ท่ี 4.32 วงจรการใหไ้ บอัสแบบคงที่ (Fixed Bias)

วธิ ที า (ก) เขียนเสน้ ดีซโี หลดไลน์ ดงั แสดงในรูปท่ี 7.21 (ข)

ท่ี IC = 0 VCE = VCC

= 15 V ตอบ

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 178

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

ท่ี VCE = 0 IC = VCC
RC

= 15 V
3 kW
= 5 mA ตอบ
ตอบ
คานวณหากระแสเบส (IB) ได้จากสตู ร

IB = (VCC - VBE)
RB
(15 V - 0.7 V)
= 100 kW
= 143 A

ดูในกราฟคณุ สมบัติของทรานซสิ เตอร์ดังแสดงในรปู กาหนดจดุ Q – Point

(ข) ท่ี จดุ Q – Point หาค่า VCEQ = 6.2 V และ ICQ = 3.2 mA

IC (mA)

8 IB = 400 A
IB = 350 A
7
IB = 300 A
6
IB = 250 A
5 (Q-Point) IB = 200 A
5 10
ICQ 4 VCEQ IC·RC IB = 150 A
3
IB = 100 A
2 IB = 50 A
1
15 20 IB = 0 A VCE (V)
0
VCC

รปู ที่ 4.33 กราฟแสดงคา่ จุด Q - Point หาค่า VCEQ = 6.2 V และ ICQ = 3.2 mA

4.7.7 วงจรไบอสั ป้อนกลบั ท่ีขาคอลเลคเตอร์
การไบอัสด้วยการป้อนกลับแรงดันท่ีขาคอลเลคเตอร์ เม่ือ  เปลี่ยนแปลงเนื่องจากอุณหภูมิ

ที่เพิ่มขึ้นมาควบคุมค่ากระแสเบส IB เพื่อให้ค่ากระแสเบส IB เพ่ิมขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง และเพื่อให้
คา่ กระแสเบส IB ลดลงเมอ่ื อณุ หภมู สิ งู ข้ึน ซึ่งจะทาให้คา่ ของ IC และ VCE ค่อนข้างคงที่และจะส่งผลให้
จุดการทางาน (Q - Point) ของวงจรคงท่ีด้วย ลักษณะการต่อวงจรไบอัสป้อนกลับท่ีขาคอลเลคเตอร์
แสดงในรูปที่ 4.34

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 179

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

VCC

RC IC

RF C2

Input IB + Output
V-CE
C1 +VBE - IE

RE

รปู ที่ 4.34 วงจรไบอัสป้อนกลับท่ขี าคอลเลคเตอร์

การวเิ คราะหจ์ ะแบ่งเป็น 2 ส่วน คือสว่ นของเบส-อิมติ เตอร์ลูปและสว่ นของคอลเลคเตอร์-
อิมติ เตอร์ลูป

ก) สว่ นของเบส-อิมิตเตอร์ลูป

VCC

+ IC′
+ RF R--C

IB +
+VBE - V-CE IE
+
R- E

รปู ท่ี 4.35 เบส-อมิ ติ เตอรล์ ูป

จากรูปที่ 4.35 แสดงเบส-อิมิตเตอร์ลูบของวงจรไบอัสป้อนกลับท่ีขาคอลเลคเตอร์ ใช้กฎของ
Kirchhoff’s Voltage Law สามารถหาสมการในส่วนเบส-อมิ ติ เตอรล์ ูบไดด้ งั น้ี

VCC – (IC  RC) – (IB  RF) – VBE - (IE  RE) = 0
จากสมการจะเหน็ วา่ กระแสท่ีไหลผ่าน RC ไม่ใช่ IC แต่เป็น IC (เม่ือ IC = IC + IB) อย่างไรก็
ตามกระแส IC และ IC มคี ่ามากกวา่ IB มาก จงึ ประมาณให้ IC ≅ IC และ IC ≅ IC =   IB และ IE ≅
IC ดงั น้ันสามารถเขยี นสมการในสว่ นเบส-อมิ ิตเตอรล์ ูบได้ดงั นี้

VCC – [(  IB)  RC] – (IB  RF) – VBE - [(  IB)  RE] = 0

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 180

วชิ า การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

VCC – VBE – [(  IB)  (RC + RE)] – (IB  RF) = 0
[ ]VCC – VBE – IB  (RC + RE) + RF = 0
[ ]VCC – VBE = IB  (RC + RE) + RF

ข) สว่ นของคอลเลคเตอร์ - อิมติ เตอรล์ ูป VCC – VBE

IB =  (RC + RE) + RF …4.33

VCC

+ IC′
R-C

+
V-CE IE
+
R- E

รปู ที่ 4.36 คอลเลคเตอร์-อมิ ิตเตอร์ลูป

จากรูปที่ 4.36 แสดงคอลเลคเตอร์-อิมิตเตอร์ลูบของวงจรไบอัสป้อนกลับท่ีขาคอลเลคเตอร์

ใชก้ ฎของ Kirchhoff’s Voltage Law สามารถหาสมการในสว่ นคอลเลคเตอร์-อมิ ติ เตอร์ลูปได้ดงั นี้

VCC – VRC – VCE –VRE =0

VCC - (IC  RC) - VCE - (IE  RE) = 0

VCE = VCC - (IC  RC) - (IE  RE)

จาก IC ≅ IC และ IE ≅ IC จะได้สมการดงั น้ี

VCE = VCC - IC  (RC + RE) …4.34

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Characteristic And AnalysisTransistor DC Bias Circuit 181

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

ตวั อยา่ งที่ 4.27 จากวงจรในรูปท่ี 4.37 จงคานวณหาค่า IC และ VCE ท่จี ดุ การทางานของวงจร

VCC = 10 V

RC = 4.7 kW IC
RF =250 kW C2
Input C1 IB + Output
V-CE
+VBE - IE

RE = 1.2 kW

รปู ท่ี 4.37 วงจรไบอัสป้อนกลับทข่ี าคอลเลคเตอร์

วิธที า หาคา่ IB ได้จากสมการที่ 4.33 และนาคา่ IB ไปหาคา่ IC

VCC – VBE

IB =  (RC + RE) + RF

10 V – 0.7 V
แทนค่าลงในสมการ IB = 90  (4.7 kW + 1.2 kW) + 250 kW
ดังนนั้ IB = 11.91 A ตอบ

IC =   IB ตอบ

IC = (90)  (11.91 A)
IC = 1.07 mA

หาค่า VCE โดยใชส้ มการ 4.34 ไดด้ ังน้ี = VCC - IC  (RC + RE)

VCE = 10 V – 1.07 mA  (4.7 kW + 1.2 kW)
VCE
VCE = 3.69 V ตอบ

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา