3105-1003 การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์

เอกสารประกอบการเรยี น Basic Semiconductor and P-N Junction 32

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

20. นาคาแรงดนั V และกระแส I ที่ทดลองไดในตารางที่ 1.1.2 และตารางท่ี 1.1.4 ไปกาหนดค่าลงใน
กราฟรูปท่ี 1.1.5 โดยกาหนดใหแรงดนั VAK เปนกราฟในแนวนอน (HOR) หรอื แกน X และใหกระแส ID
เปนกราฟในแนวดง่ิ (VER) หรอื แกน Y อัตราสวนของแรงดัน VAK และกระแส ID ใหกาหนดตามความ
เหมาะสม

รปู ที่ 1.1.5 กราฟแสดงคณสมบตั ิของไดโอดจาการทดลองทง้ั ไบอสั ตรงและไบอสั กลับ

สรุปผลการทดลอง
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................. ...................
................................................................................................................ ....................................................
คาถามการทดลอง

1.ขณะไดโอดได้รบั ไบอสั กลับมีกระแสไหลผา่ นมีค่าประมาณเทา่ ใด

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

2.เมอ่ื แหล่งจ่ายไฟฟา้ กระแสตรง E มีค่าเพิ่มมากขึ้นจะเกิดผลอย่างไร

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

3.จากการทดลองไดโอดชนดิ เยอรมันเนยี มกับซิลิกอนแตกต่างกนั อย่างไร

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

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

หนว่ ยท่ี 2 ไดโอดและวงจรการใชง้ าน
(Diodes and Circuits)

โดย
นายเอกนรนิ พลาชวี ะ
แผนกวิชาชา่ งอิเลก็ ทรอนิกส์ วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา
สานักงานคณะกรรมการการอาชวี ศกึ ษา
กระทรวงศึกษาธิการ

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 34

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

หน่วยที่ 2

ไดโอดและวงจรการใชง้ าน

(Diodes and Circuits)

สาระสาคัญ

ไดโอดทางอุดมคติ (Ideal Diode) มอี ยู่เฉพาะในทางทฤษฎีเท่านั้น ในทางปฏิบัติเราไม่สามารถ
สร้างไดโอดที่ใช้งานจริงให้มีคุณสมบัติการทางานได้เหมือนกับไดโอดทางอุดมคติ โดยในทางอุดมคติเรา
เปรียบเทียบไดโอดเหมอื นกับสวติ ชไ์ ฟฟ้า ซง่ึ การทางานของสวติ ซไ์ ฟฟา้ นี้ จะเป็นไปตามการจ่ายไบอัสให้
ตัวไดโอด ขณะจ่ายไบอัสตรง ไดโอดนากระแสเปรียบเสมือนกับสวิตซ์อยู่ในสภาวะต่อวงจร (ON) มี
กระแสไหลผ่านไดโอดเท่ากับ ID และแรงดันตกคร่อมไดโอดมีค่าเท่ากับศูนย์ ส่วนขณะจ่ายไบอัสกลับ
ไดโอดไมน่ ากระแสเปรยี บเสมอื นกับสวิตซ์อยใู่ นสภาวะตัดวงจร (OFF) ไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอดในทาง
อดุ มคตจิ ะมีคา่ IS เทา่ กบั ศนู ย์

จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้

จดุ ประสงคท์ ่ัวไป
เพื่อให้มีความรู้ ความเข้าใจเก่ียวกับ คุณสมบัติทางไฟฟ้าของไดโอด ผลของอุณหภูมิต่อตัว
ไดโอด การใช้คู่มือไดโอด การใช้งานไดโอดทาเป็นวงจร เร็กติไฟเออร์แบบ คร่ึงคลื่น เต็มคล่ืน บริดจ์
วงจรตดั รูปคลืน่ วงจรเปลยี่ นระดบั สัญญาณ และวงจรทวีแรงดนั
จดุ ประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม (พุทธพิ ิสยั )
1. อธิบายคณุ สมบัติของไดโอดขณะท่ีได้รบั ไบอัสตรงและไบอัสกลับไดอ้ ย่างถูกต้อง
2. อธบิ ายผลกระทบของอุณหภมู ติ อ่ ลกั ษณะสมบตั ิทางแรงดัน และกระแสของไดโอดได้อยา่ ง

ถูกต้อง
3. คานวณหาคา่ ความตา้ นทานไฟฟา้ กระแสตรง และคา่ ความตา้ นทานไฟฟ้ากระแสสลบั

ภายในไดโอดไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
4. แปลความหมายของข้อมูลทางไฟฟ้า และอัตราทนไฟของไดโอดได้อย่างถูกต้อง
5. คานวณหาคา่ แรงดนั เอาท์พุตของวงจรเปล่ียนระดับของสญั ญาณได้อยา่ งถกู ต้อง
6. เขยี นรปู คลนื่ ทางด้านเอาทพ์ ุตของวงจรตัดรปู คลน่ื ได้อยา่ งถูกตอ้ ง
7. อธิบายการทางานของวงจรทวีแรงดันไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
8. อธิบายการทางานของวงจรเรียงกระแสแบบตา่ ง ๆ ไดอ้ ยา่ งถกู ต้อง
9. คานวณหาค่าแรงดันดีซที ี่เอาท์พุตของวงจรเรยี งกระแสแบบตา่ ง ๆ ได้อยา่ งถูกต้อง

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 35

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

หัวข้อเนอื้ หา

2.1 คุณสมบตั ทิ างไฟฟ้าของไดโอด
2.2 วงจรไดโอดเปล่ยี นระดับสัญญาณ (Clamper Circuit)
2.3 วงจรไดโอดตัดรูปคล่ืนสัญญาณ (Clipper Circuit)
2.4 วงจรทวีแรงดัน (Voltage Multiplier Circuits)
2.5 วงจรเรียงกระแส (Rectifier Circuits)

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั 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 44

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

หน่วยท่ี 2

ไดโอดและวงจรการใชง้ าน

(Diodes and Circuits)

เนอ้ื หาสาระ
วิวัฒนาการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทสารกึ่งตัวนาที่ผ่านมา ไดโอด (Diode) ถือได้ว่า

เปน็ อุปกรณ์สารกึ่งตัวนาตัวแรกท่ีถูกผลิตข้ึนมาใช้งาน ซึ่งถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่มีความสาคัญใน
งานอิเล็กทรอนิกส์ และทาให้เกิดการพัฒนาในการสร้างอุปกรณ์สารกึ่งตัวนาอื่น ๆ ต่อมาอีกมากมาย
โดยมีพ้ืนฐานจากไดโอด ซ่ึงไดโอดได้ถูกนาไปใช้งานในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ตั้งแต่วงจรง่าย ๆ มี
อุปกรณเ์ พียงไม่ก่ีตัว ไปจนถึงวงจรที่มีอุปกรณ์มากมายเป็นวงจรที่มีขนาดใหญ่มีการทางานสลับซับซ้อน
ดงั นั้นเราจงึ ต้องศึกษา เรยี นรูแ้ ละทาความเขา้ ใจเกย่ี วกับไดโอด เพื่อสามารถนาเอาไดโอดไปใช้งาน และ
แกป้ ญั หาในการใช้งานไดโอดได้ตอ่ ไป

2.1 คุณสมบัตทิ างไฟฟ้าของไดโอด
2.1.1 การจา่ ยไบอัสใหไ้ ดโอด
การใชง้ านไดโอดจะตอ้ งมกี ารจ่ายไบอัสให้กบั ไดโอด โดยการทางานของไดโอดขึ้นอยู่กับสภาวะ

การจา่ ยไบอสั ให้ตวั ไดโอด ซง่ึ สภาวะการจ่ายแรงดนั ใหต้ ัวไดโอดแบง่ ได้เป็น 2 สภาวะ ได้แก่
ไบอัสตรง (Forward Bias) เป็นสภาวะที่จ่ายแรงดันไบอัสโดยจ่ายแรงดันไฟฟ้าขั้วบวกให้กับ

สารก่งึ ตวั นาชนดิ พี และ จ่ายแรงดันไฟฟ้าขั้วลบให้กับสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็น การให้ไบอัสแบบนี้จะทาให้
ความต้านทานของไดโอดต่ามากไดโอดจะยอมให้กระแสไหลผ่านได้ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า VD จะดึง
อิเล็กตรอนในสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็น และโฮล ในสารก่ึงตัวนาชนิดพีให้เกิดการรวมตัวกับประจุใกล้เคียง
และทาให้บรเิ วณดีพลีชั่นรีจินแคบลง อิเล็กตรอนในสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็นจะเคลื่อนที่ข้ามบริเวณรอยต่อ
ดีพลีช่ันรีจินด้วยแรงดึงจากขั้วบวกของแหล่งจ่าย VD ท่ีจ่ายแรงดันให้กับสารก่ึงตัวนาชนิดพี การเพ่ิม
แรงดันท่ีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า VD จะทาให้อิเล็กตรอนสามารถข้ามรอยต่อดีพลีชั่นรีจินไปได้เกิดเป็น
กระแสไฟฟ้าทไี่ หลผา่ นไดโอด ดงั แสดงในรูปท่ี 2.1 (ก)

ไบอัสกลบั (Reverse Bias) เปน็ สภาวะท่ีจ่ายแรงดันไบอสั โดยตอ่ ข้วั ของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า
(VD) ที่ข้ัวลบให้กับสารก่ึงตัวนาชนิดพี และต่อขั้วบวกให้กับสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็น ทาให้บริเวณรอยต่อ
ของสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็นมีประจุบวก (โฮล) เพ่ิมมากขึ้น เพราะอิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็น
เคลอื่ นท่ีไปหาแหลง่ จ่ายแรงดนั ไฟฟา้ ขว้ั บวกและเชน่ กันบรเิ วณรอยต่อของสารก่ึงตัวนาชนิดพีมีประจุลบ
(อิเล็กตรอน) เพิ่มมากขึ้น เนื่องจากโฮลในสารกึ่งตัวนาชนิดพีเคล่ือนท่ีไปยังข้ัวลบของแหล่งจ่าย
แรงดันไฟฟ้าส่งผลให้รอยต่อของสารก่ึงตัวนาพีและเอ็นกว้างมากขึ้น ทาให้กระแสจากแหล่งจ่ายไม่

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 45

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

สามารถไหลผ่านรอยต่อได้ แต่จะมีกระแสที่เกิดจากพาหนะข้างน้อยในสารกึ่งตัวนาพีและเอ็นคือ IS
(Reverse Saturstion Current) ซึ่งมีคา่ น้อยมากมหี นว่ ยไมโครแอมป์ (A) ดังแสดงในรปู ท่ี 2.1 (ข)

- + -- ++

A p ------ ++++++ n K A p ------ ------ ++++++++++++ n K
ID IS

ID IS

ES ES

(ก) จา่ ยไบอัสตรง (ข) จา่ ยไบอัสกลบั

รปู ที่ 2.1 การจา่ ยไบอสั ให้ไดโอด

ทีม่ า : พนั ธศ์ ักดิ์ พฒุ ิมานิตพงศ.์ ทฤษฎวี งจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 1. พมิ พ์คร้งั ที่ 1. กรงุ เทพฯ: ซีเอ็ดยเู คชน่ั , 2543.

2.1.2 ไดโอดทางอดุ มคติ
ไดโอดทางอดุ มคติ (Ideal Diode) มีอยเู่ ฉพาะในทางทฤษฎีเท่าน้ัน ในทางปฏิบัติเราไม่สามารถ
สร้างไดโอดท่ีใช้งานจริงให้มีคุณสมบัติการทางานได้เหมือนกับไดโอดทางอุดมคติ โดยในทางอุดมคติเรา
เปรยี บเทยี บไดโอดเหมือนกบั สวติ ชไ์ ฟฟ้า ซ่ึงการทางานของสวิตซไ์ ฟฟ้านี้ จะเป็นไปตามการจ่ายไบอัสให้
ตัวไดโอด ขณะจ่ายไบอัสตรง ไดโอดนากระแสเปรียบเสมือนกับสวิตซ์อยู่ในสภาวะต่อวงจร (ON) มี
กระแสไหลผ่านไดโอดเท่ากับ ID และแรงดันตกคร่อมไดโอดมีค่าเท่ากับศูนย์ ส่วนขณะจ่ายไบอัสกลับ
ไดโอดไมน่ ากระแสเปรยี บเสมือนกบั สวิตซ์อยใู่ นสภาวะตัดวงจร (OFF) ไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอดในทาง
อดุ มคติจะมีค่า IS เทา่ กับศนู ย์ ไดโอดทางอดุ มคตเิ ราจะไม่คานงึ ถึงค่าความต้านทานภายในตัวไดโอด (RD)
น่ันคือ ในขณะท่ีได้รับไบอัสตรงมีกระแสไหล ค่า (RD) = 0 Ω และในขณะได้รับไบอัสกลับไม่มีกระแส
ไหล (RD) = ∞ Ω ไดโอดทางอุดมคติและกราฟแสดงคุณสมบัติของไดโอดทางอุดมคติแสดงดังรูปท่ี 2.2
และรปู ท่ี 2.3

ID ON
+ A K -=

(ก) ขณะจา่ ยไบอสั ตรง (ข) ขณะจา่ ยไบอัสกลบั

รูปท่ี 2.2 สภาวะการทางานของไดโอดทางดดุ มคติ

ทม่ี า : พนั ธศ์ ักดิ์ พฒุ มิ านิตพงศ์. ทฤษฎวี งจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 1. พมิ พค์ ร้งั ที่ 1. กรงุ เทพฯ: ซเี อด็ ยเู คชนั่ , 2543.

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 46

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

IF
VD

ID VD = 0 V
IF IF RD = 0 W

ID = IF

VR VF VF

VD = VR VD 0
RD = ¥ W
ID = 0 A ID

VR IR

รูปท่ี 2.3 กราฟคุณสมบัติของไดโอดทางอุดมคติ

ท่มี า : พนั ธ์ศกั ดิ์ พุฒมิ านติ พงศ์. ทฤษฎีวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 1. พิมพ์คร้งั ที่ 1. กรงุ เทพฯ: ซีเอด็ ยูเคชน่ั , 2543.

2.1.3 ไดโอดในการใช้งานจรงิ
ไดโอดในการใช้งานจริง (Real Diode) เป็นไดโอดที่มีคุณสมบัติแตกต่างไปจากไดโอดทาง
อุดมคติ เน่ืองจากในการนาเอาไดโอดไปใช้งานจริง คุณสมบัติของตัวไดโอดในขณะจ่ายไบอัสตรง
เราต้องพิจารณาถึงค่าความต้านทานภายในตัวไดโอดกับแรงดันที่เกิดขึ้นตรงบ ริเวณรอยต่อพี-เอ็น
ในขณะท่ีจ่ายไบอัสกลับเราก็ต้องมาพิจารณาถึงค่าความต้านทานภายในตัวไดโอดกับกระแสร่ัวไหล
(leakage current)

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 47

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

สมการที่ 2.1 กราฟการทางานของ
ซิลกิ อนไดโอด

ขวั้ ของแรงดันท่จี ่าย
ไบอสั ตรง

ช่วงการไดร้ บั ไบอสั ตรง
(VD > 0 V, ID > 0 mA)

ชว่ งการไดร้ บั ไบอสั กลบั ขณะท่ไี ม่มีการจ่ายไบอสั
(VD < 0 V, ID = -IS) (VD = 0 V, ID = 0 mA)

รูปท่ี 2.4 กราฟแสดงคุณสมบัติของซลิ ิกอนไดโอด

ทม่ี า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

ความต้านทานของไดโอดจะขึ้นอยู่กับทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า ดังนั้น จึงถือได้ว่า
ไดโอดเปน็ อปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนกิ สท์ ม่ี คี ุณสมบัติท่ไี ม่เป็นเชิงเส้น ซึ่งสามารถดูได้จากกราฟแสดงคุณสมบัติ
ของไดโอด ดังแสดงในรูปท่ี 2.4 โดยลักษณะคุณสมบัติระหว่างแรงดัน และกระแสจะเป็นตัวที่แสดงให้
เห็นถึงความสัมพันธ์ ท้ังในขณะจ่ายไบอัสตรงและไบอัสกลับ การจ่ายไบอัสตรงด้วยแรงดันตกคร่อม
ไดโอดน้อยกว่า 0.5 V ไดโอดจะมีกระแสไหลน้อยมากระดับไมโครแอมป์ เม่ือแรงดันตกคร่อมไดโอด
มากกว่า 0.5 V แต่น้อยกว่า 0.7 V ไดโอดเริ่มมีกระแสไหลเพิ่มข้ึนจนกระท้ังแรงดันตกคร่อม ไดโอด
เทา่ กบั 0.7 V ไดโอดจะมีกระแสไหลคงท่ี การจา่ ยไบอัสกลับ ไดโอดจะมีกระแสไหลน้อยมากประมาณไม
โครแอมป์ (A) หรือไม่มีกระแสไหลจนกระทั้งแรงดันตกคร่อมไดโอดมีค่าเท่ากับแรงดันพัง
(Breakdown Voltage) ใช้ตัวย่อว่า VBR ไดโอดจะมีกระแสไหลจานวนมากเพิ่มข้ึนอย่างรวดเร็ว ขณะที่
แรงดันไบอัสกลบั มคี ่าคงที่

จากกราฟคุณสมบัติของซิลิกอนไดโอด แกนแนวตั้งแสดงค่าของกระแสจากการวัดมีหน่วยเป็น
มิลลิแอมแปร์ (mA) แกนแนวนอนแสดงค่าแรงดันไฟฟ้าซึ่งมีค่าสูงสุด 1 V ด้วยเหตุน้ีแสดงว่า แรงดันท่ี
ตกคร่อมไดโอดจะมีค่านอ้ ยกว่า 1 V และชว่ งโคง้ ของเสน้ กราฟกระแสไฟฟ้าจะเพิ่มข้ึนอยา่ งรวดเรว็

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 48

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

สามารถอธิบายความสมั พันธ์ของกระแสท่ไี หลผา่ นไดโอด (ID) และ ค่าแรงดนั ไฟฟา้ ที่ตกครอ่ ม
ไดโอด (VD) ดว้ ยสมการของ Shockley ดงั น้ี

ID= IS (enVVDT ) …2.1

-1

เม่อื IS คือ กระแสย้อนกลบั อ่ิมตัว มีคา่ โดยประมาณ 1×10-15A มีหนว่ ย เป็นแอมแปร์ (A)

VD คือ แรงดันตกคร่อมไดโอด มหี นว่ ย เป็นโวลท์ (V)

n คือ ค่าของสารทนี่ ามาสรา้ งไดโอด โดยท่ัวไปจะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 2

VT คอื ค่าแรงดันทเ่ี กิดจากอุณหภมู ิ (Thermal voltage) มหี นว่ ย เปน็ โวลท์ (V)

VT = kTk …2.2
q

เม่อื k คือ ค่าคงที่ของ Boltzmann’s constant มคี ่าเท่ากับ 1.38 x 10-23Joules/Kelvin ; J/K

Tk คอื คา่ อุณหภมู ิสมบูรณ์ (=273+oC) มหี น่วยเป็นเคลวิน (Kelvin oK)
q คอื คา่ ประจุไฟฟ้าของอเิ ล็กตรอน มีคา่ เทา่ กับ 1.6 x 10-19 Coulomb

ตัวอยา่ งท่ี 2.1 จงหาคา่ แรงดนั ทเี่ กดิ จากอณุ หภูมิ (Thermal voltage) ; VT ถ้ากาหนดอณุ หภูมทิ ่ี 30oC

วิธที า

จากโจทยก์ าหนดให้อณุ หภมู ิที่ 30oC หาค่าอุณหภูมสิ มบรู ณ์ได้ดงั นี้
Tk = 273 + oC
= 273 + 30oC
= 303 oK

จากนัน้ หาค่าแรงดันที่เกิดจากอณุ หภูมไิ ดจ้ ากสมการที่ 2.2 ดงั น้ี

VT = kTk
q

(1.38×10-23 J/K)(303 oK)
= 1.6×10-19 Coulomb
= 26.133 mV

≅ 26 mV ตอบ

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 49

2.1.4 กราฟอณุ หภมู ขิ องไดโอด วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

รปู ท่ี 2.5 กราฟอุณหภมู ิของไดโอด

ทมี่ า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

เมื่ออณุ หภูมิแวดล้อมไดโอดเปลี่ยนแปลงไป ย่อมมีผลกระทบต่อลักษณะสมบัติทางแรงดันและ
กระแสของไดโอด (Temperature Effects) จากกราฟรูปท่ี 2.5 ในช่วงไบอัสตรงเมื่ออุณหภูมิสูงข้ึน
แรงดนั ตกครอ่ มไดโอดจะเปลีย่ นแปลง 25 mV ต่อองศาเซนตเิ กรด

เส้นกราฟด้านไบอัสตรงที่อุณหภูมิห้องเพ่ิมขึ้นจาก 25oC ไปเป็น 125oC ทาให้แรงดันตกคร่อม
ไดโอดขณะนนั้ ลดลง 0.25 mV

100 oC (- 2.5 mV/ oC) = - 0.25 mV

ดา้ นไบอสั กลับที่อณุ หภมู หิ ้องเพ่มิ ขึ้นจาก 25oC ไปเป็น 125oC เกดิ การเปล่ยี นแปลงของกระแส
IS ทอ่ี ณุ หภมู ิห้อง 25 oC (IS ≅ 1 pA) และท่อี ณุ หภมู ิ 125 oC (IS ≅ 1 µA) ซง่ึ มคี า่ ต่างกนั มาก

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 50

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วิชา 3105-1003)

จากผลการทดลองในห้องปฏิบัติการท่ีมีการควบคุมอุณหภูมิไว้ที่ 25oC พบว่ากระแสรั่วไหลใน
ตัวไดโอดชนิดซิลิคอน IS (Si) มีค่าเพ่ิมขึ้น ประมาณ 2 เท่าทุก ๆ คร้ังที่อุณหภูมิเพ่ิมข้ึน 10oC ส่วน
กระแสร่ัวไหลในไดโอดชนิดเยอรมาเนียม IS (Ge) มีสัดส่วนการเพ่ิมขึ้นของกระแสรั่วไหลต่ออุณหภูมิ
มากกว่าไดโอดชนิดซิลิคอน เช่นท่ี อุณหภูมิ 25oC กระแส IS (Ge) มีค่าประมาณ 1 µA - 2 µA และท่ี
อุณหภูมิ 100oC กระแส IS (Ge) มีค่าเพิ่มข้ึนประมาณ 100 µA จะเห็นว่ากระแส IS (Ge) เพิ่มข้ึน
ประมาณ 50 - 100 เท่า ขณะท่ีอุณหภูมเิ พิ่มขึ้นเพียง 4 เทา่

2.1.5 คา่ ความต้านทานทางด้านไฟฟา้ กระแสตรงของไดโอด

ค่าความต้านทานทางด้านไฟฟ้ากระแสตรงของไดโอดสามารถหาได้จากจุดการทางานของ

ไดโอด เมอื่ ไดร้ บั แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง สามารถเขียนเปน็ สมการไดด้ ังน้ี

RD VD …2.3
= ID

ID (mA)

ID

VD
0 VD (V)

รปู ท่ี 2.6 กราฟแสดงการหาค่าความต้านทานทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง

ท่ีมา : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

ชว่ งกระแสไหลผา่ นไดโอดมากคา่ ความต้านทาน RD มีค่าต่า ปกตจิ ะอย่ใู นชว่ ง 10 W ถึง 80 W

ตวั อย่างท่ี 2.2 จากรูปท่ี 2.7 กราฟการทางานของไดโอด จงคานวณค่าความต้านทานทางดา้ นไฟฟา้

กระแสตรงทต่ี าแหนง่ ID = 2 mA , ID = 20 mA และ VD = -10 V

วธิ ที า คา่ ความตา้ นทานทางดา้ นไฟฟ้ากระแสตรงทต่ี าแหน่ง ID = 2 mA เมอ่ื VD = 0.5 V

RD = VD
ID

= 0.5 V
2 mA

= 250 W ตอบ

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 51

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

ค่าความตา้ นทานทางดา้ นไฟฟา้ กระแสตรงทต่ี าแหน่ง ID = 20 mA เมอื่ VD = 0.8 V

RD = VD
ID

= 0.8 V
20 mA

= 40 W ตอบ

คา่ ความต้านทานทางด้านไฟฟ้ากระแสตรงทตี่ าแหนง่ VD = -10 V เม่ือ ID = -IS = -1 µA

RD = VD
ID

-10 V

= -1µA

= 10 MW ตอบ

ID (mA)

30
ID

20

10 VD

-10V 2 VD (V)

01 A 0.5 0.8

รปู ที่ 2.7 กราฟการทางานของไดโอด

ทม่ี า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

2.1.6 คา่ ความต้านทานทางด้านไฟฟ้ากระแสสลับของไดโอด
ลักษณะของไฟฟ้ากระแสสลับเกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นลงตลอดเวลาอย่างต่อเนื่อง การหาค่า
ความต้านทานทางไฟฟ้ากระแสสลับของไดโอดจะต้องนาค่าที่เกิดจากการเปล่ียนแปลงมาพิจารณาด้วย
โดยให้ Δ Vd แทนค่าแรงดันตกคร่อมไดโอดท่ีเปลี่ยนแปลง และ Δ Id แทนค่ากระแสไหลผ่านไดโอดที่
เปลี่ยนแปลง สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

rd = Δ Vd ...2.4

∆ Id

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 52

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

(Tangent line)

(Diode characteristic)

D Id Q-point
(dc Operation)

D Vd

รูปท่ี 2.8 การหาคา่ ความต้านทานทางไฟฟ้ากระแสสลับของไดโอด

ท่ีมา : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 53

ID (mA) วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหสั วชิ า 3105-1003)

30

25 D Id

20
D Vd

15

10

45 VD (V)
2 D Id

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
D Vd

รูปที่ 2.9 กราฟการทางานของไดโอดเพือ่ หาความต้านทานทางไฟฟ้ากระแสสลบั ของไดโอด

ท่มี า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

ตัวอย่างท่ี 2.3 จากรปู ที่ 2.9 กราฟการทางานของไดโอด จงคานวณหาคา่ ความต้านทานทางไฟฟ้า
กระแสสลับของไดโอดที่ ID = 2 mA และ ท่ี ID = 25 mA
วิธที า

ค่าความต้านทานทางไฟฟา้ กระแสสลับของไดโอดท่ี ID = 2 mA ได้จากสมการที่ 2.4 ดังนี้

rd = Δ Vd

∆ Id

อตั ราการเปลย่ี นแปลงของแรงดนั ΔVd = 0.76 V – 0.65 V

= 0.11 V

อตั ราการเปลี่ยนแปลงของกระแส Δ Id = 4 mA – 0 mA
= 4 mA

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 54

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

rd = Δ Vd

∆ Id

= 0.11 V
4 mA

= 27.5 W ตอบ

ค่าความต้านทานทางไฟฟ้ากระแสสลับของไดโอดที่ ID = 25 mA ไดจ้ ากสมการที่ 2.4 ดังนี้

rd = Δ Vd

จากกราฟ ∆ Id

อตั ราการเปลี่ยนแปลงของกระแส Δ Id = 30 mA – 20 mA

= 10 mA

อัตราการเปลยี่ นแปลงของแรงดนั ΔVd = 0.8 V – 0.78 V
= 0.02 V

rd = Δ Vd

∆ Id

0.02 V
= 10 mA

=2W ตอบ

2.1.7 การใช้ค่มู ือไดโอด
การออกแบบ หรือ การนาไดโอดไปใช้งาน หรือ การนาไดโอดไปใช้แทนกัน เราต้องศึกษา
รายละเอยี ดคณุ สมบตั ิของไดโอดแต่ละเบอร์จากข้อมูลทางโรงงานผู้ผลิต ซ่ึงในยุคปัจจุบันสามารถค้นหา
ข้อมูลได้จากทางอินเตอร์เน็ต เช่น ไดโอดเร็กติฟายเออร์ เบอร์ 1N4001 ถึง เบอร์ 1N4007 มีค่าสูงสุด
แต่ละส่วนเท่าไร เมื่อนาเอาไปใช้งานแล้วไดโอดดังกล่าวจะไม่เสียหาย และ เพ่ือให้อายุการใช้งานของ
ไดโอดยาวนานข้ึน โดยทั่วไปค่าสูงสุดของไดโอดมาจากอุณหภูมิการทางานท่ี 25 องศาเซลเซียส (oC)
ความทนทานของไดโอดจะลดลงหากอุณหภมู ใิ นการทางานเพม่ิ มากข้ึน
อักษรย่อตา่ ง ๆ มีความหมายดังตอ่ ไปน้ี

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 55

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

VRRM หมายถึง ค่าแรงดันไบอัสกลับสูงสุดท่ีเกิดข้ึนทุกไซเคิลของไฟสลับ ซ่ึงมีความหมาย
เดียวกับค่า PIV ที่ไดโอดทางานได้โดยไม่พัง เช่น สาหรับ 1N4001 เท่ากับ 50 V และ 1N4007 เท่ากับ
1000 V

VR หมายถึง คา่ แรงดันไฟตรงไบอัสกลับสงู สดุ ทไ่ี ดโอดทนได้โดยไม่พัง
VRSM หมายถงึ คา่ แรงดันไบอัสกลับสูงสดุ ทีไ่ ม่ได้เกดิ ข้ึนทุกไซเคลิ ไฟสลับ โดยทไี่ ดโอดรับได้และ
ทางานไดโ้ ดยไม่พัง
IO หมายถึง ค่ากระแสเฉลี่ยสูงสุดทผ่ี า่ นไดโอดเมื่อไดร้ ับไบอัสตรง
IFSM หมายถึง ค่ากระแสสูงสุด (กระแสกระโชก) ทางด้านไบอัสตรงท่ีไม่เกิดทุกไซเคิลซ่ึงไดโอด
สามารถทางานไดโ้ ดยไม่พัง แสดงดงั รปู ที่ 2.10 ตามอุณหภมู ทิ ่ีแตกต่างกนั ต้ังแต่ 25oC - 175oC

ตารางที่ 2.1 แสดงคา่ สงู สดุ ที่ไดโอดทนได้

รูปท่ี 2.10 รูปแสดงกระแส IFSM ทอี่ ุณหภูมิท่แี ตกตา่ งกัน

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 56

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

ตารางที่ 2.2 คุณสมบตั ิทางไฟฟา้ ของไดโอด

รูปท่ี 2.11 แสดงความสัมพันธข์ อง VF และ IF
คณุ สมบตั ทิ างไฟฟ้าของไดโอดท่สี าคัญซง่ึ ควรพิจารณาในการเลอื กไดโอดไปใช้งานมีดงั นี้
VF หมายถึง ค่าแรงดันตกคร่อมไดโอดขณะได้รับไบอัสตรงท่ีกระแส IF = 1 A ท่ีอุณหภูมิ 25oC
ความสัมพันธ์ของกระแสไบอัสตรง IF ที่ไหลผ่านไดโอดและแรงดัน VF ที่ตกคร่อมไดโอดแสดงในรูปท่ี
2.11

รูปท่ี 2.12 แสดงข้อมูลทางกลของไดโอด

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 57

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

VF(AVG) หมายถงึ ค่าแรงดนั เฉลี่ยตกครอ่ มไดโอดสูงสุดที่ไดโอดได้รบั ไบอสั ตรง
IR หมายถึง คา่ กระแสสูงสุดท่ีไหลผ่านไดโอดเมอ่ื ไดโอดไดร้ ับแรงดนั ไบอัสกลับด้วยแรงดันไฟตรง
โดยไดโอดไม่พงั
IR(AVG) หมายถึง ค่ากระแสเฉล่ียสูงสุดท่ีไหลผ่านไดโอดเมื่อไดโอดได้รับไบอัสกลับด้วยแรง
แรงดนั ไฟสลบั โดยไดโอดทางานได้ไมพ่ ัง
ข้อมูลไดโอดอีกอยา่ งหนงึ่ คือ ขอ้ มูลทางกลเปน็ การบอกถึงรปู ร่างลกั ษณะภายนอกของไดโอด
และ พิกัดขนาดตา่ ง ๆ ของไดโอดแสดงดงั ในรปู ท่ี 2.12

2.2 วงจรไดโอดเปลีย่ นระดับสญั ญาณ
วงจรเปลี่ยนระดับสัญญาณจะประกอบไปด้วยไดโอด คาปาซิเตอร์ ตัวต้านทาน มีแหล่งจ่ายไฟ

เพ่ิมเข้าไปเพื่อจะได้เปล่ียนระดับสัญญาณตามต้องการ รูปวงจรเปลี่ยนระดับสัญญาณแสดงไว้ในรูปที่
2.13

vi Tt C +
+V
+ D R vO
0T Vi -
2 -

-V

(ก) สญั ญาณอินพตุ (ข) วงจรเปลย่ี นระดบั สญั ญาณ

รปู ที่ 2.13 สญั ญาณอนิ พตุ และวงจรเปล่ยี นระดบั สญั ญาณ

จากวงจรรูปที่ 2.13 ไดโอดได้รับไบอัสตรง ไดโอดอยู่ในสภาวะ “On” ระหว่างช่วงเวลา 0 - T
2
สามารถเขียนวงจรเทียบเคียงได้ดังรูปท่ี 2.14 เปรียบเทียบไดโอด Short Circuit เป็นผลให้ VO = 0 V

ค่า Time Constant ( = RC) จะมีค่าน้อยมากเนื่องจากไดโอด Short Circuit ทาให้ค่าความต้านทาน

มีคา่ นอ้ ยมาก ซึง่ ค่าความตา้ นทานที่ได้เป็นคา่ ความต้านทานของสายสัญญาณเท่านั้น ดังนั้นคาปาซิเตอร์

จะชาร์จประจุในทันทแี ละมีแรงดนั สดู สดุ เท่ากับสญั ญาณอินพตุ V

C

+- +
+
D R vO
V -

-

รปู ที่ 2.14 เปรียบเทยี บไดโอด Short Circuit

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 58

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

C

+ +- + +
-
VO R vO
- -

รปู ท่ี 2.15 เปรียบเทียบไดโอด Open Circuit

เม่ือสญั ญาณอินพุตช่วงลบป้อนเข้ามาไดโอดอยู่ในสภาวะ “Off” เปรียบเสมือน Open Circuit

ดังแสดงในรูปที่ 2.15 แรงดันท่ีตกคร่อม R คือแรงดันเอาต์พุต VO ซึ่งมีค่าเท่ากับแรงดันจากอินพุตและ

แรงดันท่ีคาปาซิเตอร์รวมกัน ในช่วงระหว่างน้ีค่าเวลาคงท่ี Time Constant ( = RC) จะมีค่ามาก

เวลาการคายประจขุ องคาปาซิเตอรจ์ ะใช้เวลา 5 ซึ่งมากกวา่ ช่วงเวลา T - T
2
จาก Kirchhoff’s Voltage Law เพ่อื หาค่า VO

- V – V - vO =0
vO =-V– V
vO =-2V

vi
+V

0T Tt
-V 2

vo Tt
0T

2

-2 V

รูปท่ี 2.16 เอาทพ์ ตุ ของวงจรเปลย่ี นระดับสญั ญาณ
ที่มา : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,

Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

เอาท์พุตของวงจรแสดงในรูปท่ี 2.16 จะเห็นว่าสัญญาณเอาท์พุตจะถูกเปลี่ยนระดับเป็น 0 V

ในชว่ งเวลา 0 - T แตจ่ ะไปเพิ่มอยู่ในช่วงเวลา T - T ใหเ้ ป็น 2 เทา่ ของสญั ญาณอนิ พุต
2 2

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 59

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

vi C = 1F +
10 V
+ R vO
f =1,000 Hz D 100 kW

0 t1 t2 t3 t4 t Vi + -
- - 5V
-20 V
T

(ก) สัญญาณอนิ พุตของวงจรเปล่ยี นระดบั สัญญาณ (ข) วงจรเปลีย่ นระดับสญั ญาณ

รูปที่ 2.17 วงจรเปลย่ี นระดบั สญั ญาณ

ตัวอย่างที่ 2.4 จากรูปท่ี 2.17 จงหาค่าแรงดันเอาต์พุต VO
วิธีทา จากสัญญาณอินพุตมีความถ่ี 1,000 Hz ดังนั้นเวลา 1 คาบเวลาเท่ากับ 1 ms และ จากรูปวงจร
การวเิ คราะห์จะเริม่ ต้นทชี่ ่วงเวลา t1–t2 ของสญั ญาณอินพุตซ่ึงไดโอดอยู่ในสภาวะ “On” เปรียบเสมือน
ไดโอด Short Circuit แสดงดงั รปู ท่ี 2.18 แรงดัน VO ก็คือแรงดันตกคร่อม R ซึ่งมีค่าเท่ากับ 5 V ซ่ึงเป็น
แรงดันจากแหล่งจา่ ยไฟฟา้ กระแสตรง

C = 1F

+ - VC + D +
5V
Vi = 20 V + R vO
100 kW
--
-

รูปท่ี 2.18 ไดโอดอยูใ่ นสภาวะ “On” เปรียบเสมอื นไดโอด Short Circuit

จาก Kirchhoff’s Voltage Law จะไดว้ า่

- 20 V + VC – 5 V =0
VC = 20 V + 5 V
VC = 25 V

สาหรับชว่ งเวลา t2–t3 ของสัญญาณอินพตุ ไดโอดอยใู่ นสภาวะ “Off” แสดงวงจรเทยี บเคียง
ตามรปู ท่ี 2.19 เป็นผลให้แรงดนั ไฟฟา้ กระแสตรง 5 V ไม่มีผลตอ่ วงจร

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 60

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

VC

+ - 25 V + +

10 V + D R vO
100 kW
- - 5V
-

รูปท่ี 2.19 ไดโอดอยูใ่ นสภาวะ “Off”

จาก Kirchhoff’s Voltage Law จะไดว้ ่า

10 V + 25 V – VO =0
VO = 10 V + 25 V
VO = 35 V

ค่าเวลาคงที่ Time Constant ( = RC) ของการคายประจขุ องคาปาซเิ ตอร์

 = RC

= (100 kW) (0.1 F)
= 0.01 s
= 10 ms

เวลาในการคายประจุ 5 = 5 (10ms) = 50 ms ซ่ึงช่วงเวลาระหว่าง t2–t3 มีค่าเวลาเท่ากับ

0.5 ms ดังน้ันตวั เกบ็ คาปาซิเตอร์จะเก็บรกั ษาระดับแรงดันไว้ได้ ผลลัพธ์ของวงจรจะแสดงดังรูปท่ี 2.20
เอาทพ์ ตุ ถกู เปล่ียนระดับที่ 30 V

vi vO
10 V 35

0 t1 t2 t3 t4 t 30 V 30 V

-20 V 5
0 t1 t2 t3 t4 t

รูปท่ี 2.20 เอาท์พตุ ถูกเปลยี่ นระดับที่ 30 V

ท่มี า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 61

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

2.3 วงจรไดโอดตดั รปู คลืน่ สัญญาณ (Clippers Circuit)
จากวงจรตามรูปที่ 2.21 เป็นวงจรตดั รูปคล่ืนมีลักษณะการทางานคือ ตัดรูปสัญญาณที่ป้อนเข้า

มา ให้เหลือรูปคลื่นในส่วนของสัญญาณกระแสสลับโดยใช้ไดโอดตัดรูปคล่ืน สัญญาณเอาท์พุตข้ึนอยู่กับ
การต่อวงจรของไดโอด วงจรตดั รูปคลน่ื มีการตอ่ วงจรอยู่ 2 ชนดิ ไดแ้ ก่

2.3.1 วงจรตดั รปู คลืน่ แบบอนกุ รม (Series Clippers Circuit)
2.3.2 วงจรตดั รปู คลนื่ แบบขนาน (Parallel Clippers Circuit)
การต่อวงจรตัดรูปคลน่ื แบบอนกุ รมตอ่ ไดโอดอนุกรมกบั ความต้านทานโหลดและการต่อวงจร
ตัดรปู คลืน่ แบบขนานจะต่อไดโอดขนานกับความต้านทานโหลด

2.3.1 วงจรตดั รปู คลื่นแบบอนุกรม (Series Clippers Circuit)

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

-V

(ก) สัญญาณอินพุต (ข) วงจรตัดรปู คล่นื แบบไดโอดอนุกรม (ค) สัญญาณเอาท์พุต
รูปท่ี 2.21 วงจรตัดรปู คลื่นแบบไดโอดอนกุ รม

วงจรตัดรูปคลื่นแบบอนุกรมจะมีลักษณะการต่อวงจรโดยต่อไดโอดอนุกรมกับความต้านทาน

โหลด ดังแสดงการต่อวงจรในรปู ที่ 2.21 (ข) มีลักษณะการทางานของวงจร ดงั น้ี

เมื่อสัญญาณรูปคล่ืนสี่เหลี่ยม (Square Wave) ในคร่ึงไซเกิลบวกป้อนเข้ามาท่ีอินพุตของวงจร

ไดโอด D1 ได้รับแรงดันไบอัสตรงทาให้เกิดกระแสไหลผ่านไดโอด D1 และ ผ่านความต้านทาน RL
จะทาให้เกิดแรงดันตกคร่อมความต้านทาน RL เหมือนรูปคล่ืนท่ีป้อนเข้ามา คือ เมื่อรูปคลื่นเพ่ิมขึ้น
แรงดันตกคร่อม RL จะเพิ่มขึ้น และ เม่ือรูปคลื่นท่ีป้อนเข้ามาลดลงทาให้แรงดันตกคร่อม RL ลดลงดัง
แสดงในรูปที่ 2.21 (ค) ในช่วงคร่ึงไซเกิลลบต่อมาป้อนเข้ามาท่ีอินพุต (Vi) ไดโอด D1 จะได้รับแรงดัน
ไบอสั กลับทาให้ไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอดแรงดันตกคร่อม RL เท่ากับศูนย์ซ่ึงจะได้รูปคลื่นเอาต์พุต (VO)
ดงั รปู ท่ี 2.21 (ค)

vi V=5V D1

+V 20 V -+

+ +

0T T t Vi RL vO
2 - -

-V

รูปที่ 2.22 วงจรตัดรูปคลนื่ แบบไดโอดอนกุ รมทม่ี ีแหลง่ จ่ายไฟตรง

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 62

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

จากวงจรรูปท่ี 2.22 วงจรตดั รูปคลนื่ แบบไดโอดอนุกรมที่มีแหลง่ จา่ ยไฟฟ้ากระแสตรงเพ่ิมข้ึนมา

และตอ่ อนกุ รมกับไดโอดดว้ ยเมอื่ รปู คลนื่ ชว่ งครึ่งไซเกลิ บวกปอ้ นเขา้ ในวงจรทางด้านอินพุตสามารถเขียน

วงจรเปรียบเทียบได้ ดงั นี้

V=5V D1

-

+
+ +

+ Vi RL vO

--

รปู ท่ี 2.23 วงจรเปรียบเทยี บเมือ่ ป้อนสัญญาณอินพตุ (Vi) ในชว่ งคร่งึ ไซเกลิ บวก

รูปท่ี 2.23 ท่ีไดโอดในสภาวะ “On” ไดโอดเปรียบเสมือน Short Circuit ซ่ึงจะหาค่าแรงดันท่ี

เอาต์พุต ดังนี้

VO = Vi + V …2.5

เม่ือป้อนสัญญาณอินพุต (Vi) ในช่วงครง่ึ ไซเกิลลบ ไดโอดจะอยู่ในสภาวะ “Off” เปรียบเสมือน
Open Circuit ไม่มีกระแสไหลผา่ นไดโอด ID = 0 mA หาคา่ แรงดันทเี่ อาต์พุต ดงั น้ี

VO = 0 V …2.6

V=5V D1

- + vO Vi + 5 V = 20 V + 5 V = 25 V

+ +V vO = 0 V + 5 V = 5 V
t
Vi RL vO 0 T

- - -V 2 vO = -5 V + 5 V = 0 V

รูปท่ี 2.24 รูปสญั ญาณเอาท์พุตของวงจรตัดรูปคลน่ื

เมอ่ื สัญญาณอินพตุ ป้อนเขา้ มาเปน็ ช่วงครงึ่ ไซเกลิ ลบทาให้ไดโอด D1 ไดร้ บั แรงดนั ไบอัสกลบั ทา
ให้ไดโอด D1 ไม่นากระแส จึงไม่มีแรงดันตกคร่อมที่ความตา้ นทาน RL จึงทาให้แรงดนั เอาท์พุตเป็นศูนย์
โวลตด์ งั แสดงในรูปท่ี รูปที่ 2.24

นายเอกนริน พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 63

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

V+ - D1
+ +
Vi + -
- RL vO
-

รูปที่ 2.25 วงจรตดั รปู คลื่นแบบไดโอดอนกุ รมทมี่ ีแหลง่ จา่ ยไฟตรง

จากรูปที่ 2.25 ไดโอดได้รับไบอัสกลับจากแหล่งจ่ายไฟตรง (V) เมื่อป้อนสัญญาณอินพุต (Vi)
ในช่วงครึ่งไซเกิลบวกท่ีมีขนาดแรงดันมากกว่าแรงดันจากแหล่งจ่ายไฟตรง (V) จะทาให้ไดโอดจะอยู่ใน
สภาวะ “On” เปรียบเสมอื น Short Circuit ดงั แสดงในรปู ที่ 2.26 ซง่ึ จะหาค่าแรงดันทเี่ อาตพ์ ุต ดังน้ี

VO = Vi – V …2.7

V D1 +
RL vO
+
KVL -

Vi

-

รูปท่ี 2.26 วงจรเปรยี บเทียบเมอ่ื ป้อนสัญญาณอินพุต (Vi) ในช่วงคร่งึ ไซเกิลบวก

เม่ือป้อนสญั ญาณอนิ พุต (Vi) ในช่วงครึ่งไซเกิลลบ ไดโอดจะอยใู่ นสภาวะ “Off” เปรยี บเสมอื น
Open Circuit ไมม่ ีกระแสไหลผา่ นไดโอด ID = 0 mA หาคา่ แรงดันทเี่ อาต์พุต ดงั น้ี

VO = 0 V
VO

Vm - V

0 T Tt
2

Vi = V
รูปท่ี 2.27 รูปสญั ญาณเอาท์พุตของวงจรตดั รปู คลื่นของวงจรตามรปู ท่ี 2.25

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 64

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

จากรปู ที่ 2.27 สามารถหาคา่ แรงดนั สงู สดุ ของรปู สัญญาณเอาท์พุตได้ ดังนี้

VOpeak = Vm – V

2.3.2 วงจรตดั รปู คล่นื แบบขนาน (Parallel Clippers Circuit)

R +
+

Vi D1 VO

--

รูปท่ี 2.28 รปู วงจรตัดรูปคล่นื แบบขนาน

vi vO
+V +V

0T Tt 0 T Tt
2 -V 2

-V

(ก) สญั ญาณอนิ พุต (ข) สญั ญาณเอาท์พุต

รปู ที่ 2.29 สญั ญาณอินพุตและเอาท์พุตของวงจรตดั รูปคล่ืนแบบขนาน

จากรูปที่ 2.28 เป็นวงจรท่ีใช้ไดโอดตัดรูปคลื่นแบบขนานกับ สัญญาณอินพุตการทางาน เม่ือมี
สัญญาณแรงดันคร่ึงไซเกิลบวกป้อนเข้ามาทางอินพุตจะทาให้ไดโอด D1 ได้รับแรงดันไบอัสตรง เม่ือวัด
แรงดนั เอาท์พตุ จะมีคา่ เท่ากบั แรงดนั ตกคร่อมไดโอด และ เม่ือสัญญาณอินพุตอยู่ในช่วงคร่ึงไซเกิลลบจะ
ทาให้ไดโอด D1 ได้รับแรงดันไบอัสกลับ ไดโอดอยู่ในสภาวะ “Off” ไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอด
เปรียบเสมือน Open Circuit เมอ่ื วัดรูปคลน่ื ทีเ่ อาท์พตุ จะมคี า่ เทา่ กับแรงดัน Vi ดงั แสดงในรปู ที่ 2.29

ตัวอย่างท่ี 2.5 จากวงจรตามรูปท่ี 2.30 ใหห้ าค่า VO

vi R +
+16 V +

0T T t Vi D1 VO
2 -
+
-16 V - 4V -

รปู ที่ 2.30 วงจรตดั รปู คลนื่ แบบขนาน

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 65

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

วิธีทา VO คือแรงดันท่ีตกคร่อมระหว่างไดโอด D1 และแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 4 V ไม่ใช่แรงดันที่ตก
ครอ่ ม R ขั้วของแหลง่ จา่ ยไฟฟ้ากระแสตรง ทาให้ไดโอดอย่ใู นสภาวะ “On”

ถ้าสัญญาณอินพุตอยู่ในช่วงครึ่งไซเกิลลบไดโอดเปรียบเสมือน Short Circuit แรงดันเอาท์พุต
จะมีค่าเท่ากับ 4 V เท่ากันแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงท่ีอยู่ในวงจรตลอดเวลาในช่วงที่สัญญาณอินพุตคร่ึง
ไซเกลิ ลบ ดังแสดงในรปู ท่ี 2.31 ดงั นั้นแรงดนั เอาตพ์ ุต VO จะได้ ดังนี้

VO = 4 V ตอบ

R D1 Vd = 0 V +
+ VO
+ -
Id = 0 A
Vi - 4V

-

รูปที่ 2.31 สัญญาณอนิ พุตอยู่ในชว่ งครึง่ ไซเกลิ ลบไดโอดเปรยี บเสมือน Short Circuit

อินพตุ อยูใ่ นช่วงครึง่ ไซเกลิ บวกป้อนเข้ามาถ้า Vi < 4 V แรงดันเอาท์พุตจะมีค่าเท่ากับ 4 V และ

ถ้า Vi > 4 V แรงดันเอาท์พุตจะมีค่าเท่ากับ Vi ดังแสดงในรูปที่ 2.32 ดังนั้นแรงดันเอาต์พุต VO จะได้

ดังน้ี

VO = Vi (Vi > 4 V) ตอบ

Vi
+16 V

4V
Tt
0T
2

-16 V

VO T Tt
+16 V 2

4V
0

รูปที่ 2.32 รูปสญั ญาณเอาต์พุตของวงจรตดั รูปคลืน่ ของวงจรตามรูปท่ี 2.30

ทมี่ า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 66

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

2.4 วงจรทวีแรงดัน

วงจรทวีแรงดัน คือ วงจรเพิ่มแรงดันท่ีป้อนเข้าอินพุตของวงจรให้เพ่ิมแรงดันตามที่ต้องการ

เช่น 2 เทา่ 3 เท่า และ 4 เท่า

2.4.1 วงจรทวแี รงดนั 2 เท่า ชนดิ คร่ึงคลนื่ (Half Wave Voltage Double
C1 D2

+

VAC Vm D1 C2 VO

-

รปู ท่ี 2.33 วงจรทวีแรงดัน 2 เทา่ ชนดิ ครึง่ คลน่ื

ทีม่ า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

จากรูปท่ี 2.33 เป็นวงจรทวแี รงดัน 2 เทา่ ชนดิ ครงึ่ คล่ืนอธิบายการทางานได้ ดังนี้

เมือ่ ป้อนสญั ญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลงช่วงซีกบวกจะทาให้ไดโอด D1 นากระแส และ
ไดโอด D2 ไม่นากระแสทาให้ตัวคาปาซิเตอร์ C1 เก็บประจุได้ และมีแรงดันตกคร่อม C1 เท่ากับ Vm

ดังแสดงในรูปที่ 2.34 C1 D2 D2 C2
VAC + + Vm - D1
Vm

-

D1

รูปท่ี 2.34 ผลจากการป้อนสัญญาณไฟฟา้ กระสลับจากหม้อแปลงช่วงซกี บวก

ท่ีมา : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

เม่ือป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลงครึ่งไซเกิลลบจะทาให้ไดโอด D1 หยุด
นากระแส ไดโอด D2 นากระแสทาให้คาปาซิเตอร์ C2 เก็บประจุมีแรงดันตกคร่อม C2 เท่ากับ 2Vm
ดังแสดงในรูปที่ 2.35

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 67

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

C1 D2 D 2

VAC + + Vm - D1 -
Vm 2Vm+- C2 2Vm

-+

D1

รปู ท่ี 2.35 ผลจากการป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระสลบั จากหม้อแปลงชว่ งซกี ลบ

ที่มา : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

Vi
+ Vm

- Vm t
VC1

+ Vm

VD1 t
- Vm t
-2V
t
VC2
- Vm
-2V

รปู ที่ 2.36 รูปคลนื่ ของวงจรทวีแรงดนั สองเท่าแบบคร่ึงคล่ืน

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 68

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

หาค่าแรงดันตกคร่อม C2 ได้จาก

- Vm – VC1 + VC2 = 0

- Vm - Vm + VC2 =0

VC2 = Vm + Vm

VC2 = 2Vm

เม่ือสญั ญาณช่วงบวกป้อนเขา้ มาอีกครง้ั หน่ึง ไดโอด D2 หยุดนากระแส คาปาซิเตอร์ C2 จะคาย
ประจุผ่านโหลด ถ้าไม่มีโหลดต่อขนานกับคาปาซิเตอร์ C2 จะทาให้คาปาซิเตอร์ C1 มีแรงดันตกคร่อม
เท่ากับ Vm และคาปาซิเตอร์ C2 มีแรงดันตกคร่อมเท่ากับ 2Vm ถ้ามีโหลดมาต่อท่ีเอาท์พุตจะทาให้
แรงดันตกคร่อมคาปาซเิ ตอร์ C2 ลดลงในช่วงเวลาครึ่งไซเกิลบวก และคาปาซิเตอร์ C2 จะเก็บประจุใหม่
ให้มีค่าแรงดันถึง 2Vm ในช่วงไซเกิลลบ และไดโอดแต่ละตัวในวงจรจะได้รับแรงดันไบอัสกลับ (Peak
Inverse Voltage ; PIV) เทา่ กบั 2Vm

2.4.2 วงจรทวีแรงดัน 2 เท่า ชนิดเตม็ คลืน่ (Full Wave Voltage Double)

+ D1

VAC Vm C1

- VO

C2
D2

รปู ท่ี 2.37 วงจรทวแี รงดนั 2 เท่า ชนดิ เต็มคลน่ื

ทม่ี า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

จากรูปท่ี 2.37 เป็นวงจรทวีแรงดัน 2 เท่า ชนิดเต็มคลื่น เมื่อป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจาก
หมอ้ แปลงครงึ่ ไซเกลิ บวก ดงั แสดงในรูปท่ี 2.38 ไดโอด D1 นากระแสมกี ระแสไหลผ่านไดโอด D1 และ
คาปาซเิ ตอร์ C1 ทาให้ตัวคาปาซิเตอร์ C1 เกบ็ ประจไุ ด้และมีขนาดแรงดันเท่ากับ Vm ในช่วงเวลาน้ไี ดโอด
D2 ไม่นากระแส

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 69

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

D1

+ D1 +
VAC Vm Vm- C1

- VO
C2

D2

D1

รูปท่ี 2.38 ผลจากการป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลงชว่ งซกี บวก

ท่ีมา : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

เม่ือป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลงคร่ึงไซเกิลลบดังแสดงในรูปที่ 2.44 ไดโอด D2
นากระแสมีกระแสไหลผ่านไดโอด D2 และคาปาซิเตอร์ C2 ทาให้ตัวคาปาซิเตอร์ C2 เก็บประจุได้และมี
ขนาดแรงดันเท่ากับ Vm ในช่วงเวลาน้ีไดโอด D1 ไม่นากระแสทาให้แรงดันท่ีเอาท์พุตมีค่าเท่ากับ 2Vm
ถ้ามีโหลดมาต่อท่ีเอาท์พุตของวงจรแรงดันที่โหลดจะเหมือนกับวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น
ความแตกต่างอยู่ที่ตัวคาปาซิเตอร์ C1 และ C2 ท่ีต่ออนุกรมกัน ซึ่งทาให้ค่าของคาปาซิเตอร์มีค่าน้อยกว่า
ค่าคาปาซิเตอร์ทตี่ ่ออยเู่ พียงตัวเดยี ว ค่าของตวั คาปาซิเตอร์ที่ลดลงทาให้การกรองกระแสมีประสิทธิภาพ
ลดลงนน่ั เอง

D1

- D1 + +

VAC Vm Vm- C1
+ VO = 2 Vm

+
D2 Vm- C2
-

D1

รปู ที่ 2.39 ผลจากการปอ้ นสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลงชว่ งซกี ลบ

ทีม่ า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 70

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

Vi

- Vm t
VC1

+ Vm

VC2 t
+ Vm

t
VO
2V

Vm

t
รูปท่ี 2.40 รูปคลนื่ ของวงจรทวแี รงดนั สองเทา่ แบบเต็มคลื่น

2.4.3 วงจรทวแี รงดนั 3 เท่า และ 4 เท่า

C1 3 (3 Vm) C3

+ + Vm- +2 Vm-

VAC Vm D1 D2 D3 D4
- C2 C4
+2 Vm-
2 (2 Vm) +-
2 Vm

4 (4 Vm)

รูปท่ี 2.41 วงจรทวีแรงดัน 3 เท่า และ 4 เท่า

ท่มี า : Robert Boylestad and Lousis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory,
Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 71

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

จากรูปท่ี 2.41 เป็นวงจรทวีแรงดัน 3 เท่า และ 4 เท่า ซึ่งพัฒนามาจากวงจรวงจรทวีแรงดัน 2
เท่า ชนิดครึ่งคล่ืน โดยต่อเพ่ิมตัวคาปาซิเตอร์และไดโอดทางด้านเอาท์พุตอาจจะทาให้เป็นวงจรทวี
แรงดัน 5, 6 หรือ 7 เท่าได้ตามตอ้ งการ สามารถอธิบายการทางานไดด้ ังน้ี

เม่ือป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลงคร่ึงไซเกิลบวก คาปาซิเตอร์ C1 จะเก็บประจุ
โดยผ่านไดโอด D1 คา่ แรงดนั สูงสดุ ท่ี C1 เทา่ กบั Vm และเมื่อป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลง
ครง่ึ ไซเกิลลบป้อนเข้ามาไดโอด D2 นากระแส ดังนั้นที่คาปาซิเตอร์ C2 จะมีขนาดแรงดันเป็น 2 เท่าของ
Vm โดยได้มาจากแรงดันท่หี ม้อแปลงและที่ C1 รวมกนั

เมื่อปอ้ นสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลงครง่ึ ไซเกลิ บวกชว่ งถัดมา ไดโอด D3 นากระแส
คาปาซิเตอร์ C2 จะคายประจุผ่าน D3 ให้ตัวคาปาซิเตอร์ C3 เก็บประจุ ซึ่ง C3 จะมีขนาดแรงดันสูงสุด
เท่ากับ 2Vm และเมื่อป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระสลับจากหม้อแปลงครึ่งไซเกิลลบป้อนเข้ามา เป็นผลให้
ไดโอด D2 และ D4 พร้อมกับตัวคาปาซิเตอร์ C3 คายประจุผ่านไดโอด D4 ไปให้ C4 ที่จะมีขนาดแรงดัน
สูงสดุ 2Vm

ดังนั้นแรงดันท่ีตกคร่อม C2 คือ 2Vm แรงดันที่ตกคร่อม C1 และ C3 รวมกันคือ 3Vm และ
แรงดันที่ตกคร่อม C2 และ C4 รวมกันคือ 4Vm ไดโอดแต่ละตัวในวงจรต้องมีอัตราการทนแรงดันขณะ
ไดร้ บั ไบอัสกลบั 2Vm

2.5 วงจรเรยี งกระแส (Rectifier Circuits)
การนาไดโอดมาประยุกต์ใช้งานทาเป็นวงจรเรียงกระแสมีความสาคัญที่เราต้องทาความเข้าใจ

เพอ่ื ใหส้ ามารถนาไปใชง้ านได้อย่างถูกต้องและมีความเหมาะสม ซ่ึงวงจรไดโอดเรียงกระแสเป็นภาคแรก
ท่ีเราจะพบในวงจรแหล่งจา่ ยไฟฟ้ากระแสตรง ดังแสดงในรูปที่ 2.42

VAC +

VAC

-

รูปที่ 2.42 บล็อกไดอะแกรมของแหลง่ จ่ายไฟฟ้ากระแสตรง

การเรียงกระแสเป็นวิธีการเปล่ียนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง
โดยใช้ไดโอดเป็นอุปกรณ์ในการทาหน้าท่ีในการเรียงกระแสไฟฟ้า เพราะไดโอดมีคุณสมบัติที่มีลักษณะ
ไม่เป็นเชิงเส้น และยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ทิศทางเดียว วงจรเรียงกระแสท่ีมีการใช้งานสามารถ
แบง่ ออกไดเ้ ปน็ ดงั นี้

2.5.1 วงจรเรียงกระแสแบบคร่งึ คลืน่ (Half Wave Rectifier Circuit)
2.5.2 วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคล่ืน ชนิดใช้หม้อแปลงแบบมีเซนต์เตอร์แทป (Center
Tapped Full Wave Rectifier Circuit)

นายเอกนริน พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 72

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

2.5.3 วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลืน่ แบบบรดิ จ์ (Full Wave Bridge Rectifier Circuit)

2.5.1 วงจรเรยี งกระแสแบบครง่ึ คลน่ื (Half Wave Rectifier Circuit)

วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น จะตัดแรงดันไฟสลับท่ีป้อนเข้ามาออกไปคร่ึงหนึ่งอาจเป็นคร่ึง

บวกหรือคร่งึ ลบ แล้วแตก่ ารจดั วงจรไดโอด ว่าจะใช้ขาแคโถด (K) ออกเอาต์พุต หรือขาแอโนด (A) ออก

เอาตพ์ ุต วงจรเรยี งกระแสจะใช้ไดโอดเพยี งตวั เดยี วในการทางาน วงจรเรียงกระแสแบบนี้จะใช้ในวงจรท่ี

ไมต่ อ้ งการไฟดซี ีทเี่ รยี บมากนัก เชน่ วงจรชาร์จแบตเตอรี่ วงจรชาร์จถา่ นแคดเมี่ยม เป็นต้น ลักษณะการ

ต่อวงจรดงั แสดงในรปู ที่ 2.43 N1 N2 D1 A

+ - VI + R VO
B
Vm
-

รูปที่ 2.43 วงจรเรียงกระแสแบบคร่ึงคลน่ื

VO
+ Vm

t0 t1 t2 t3

รูปที่ 2.44 รปู คลื่นเอาตพ์ ตุ ของวงจรเรยี งกระแสแบบครงึ่ คล่นื

2.5.1.1 การทางานของวงจร
จากรปู ที่ 2.43 เปน็ วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลนื่ ซ่ึงจะมลี กั ษณะการทางาน ดังนี้
เมอ่ื แรงดนั ไฟกระแสสลับในช่วงครง่ึ ไซเกลิ บวกป้อนเขา้ มายังข้ัว A จะทาให้ที่ขาแอโนด

ของไดโอดเป็นบวก เมื่อเทียบกับแคโทดจึงเปน็ การให้ไบอัสแก่ไดโอดแบบไบอัสตรง (Forward Bias) จะ
ทาให้ความต้านทานภายในไดโอดมีค่าความต้านต่าเปรียบเสมือนสวิตช์ต่อวงจรเกิดกระแสไหลผ่าน
ไดโอด และความต้านทาน RL เกิดแรงดันตกคร่อมท่ี RL ตามแรงดันที่ป้อนเข้ามาดังแสดงในรูปที่ 2.44
ในชว่ งเวลา t0-t1

เมือ่ แรงดันไฟกระแสสลบั ท่อี ยูใ่ นชว่ งครง่ึ ไซเกลิ ลบ ป้อนเข้ามาที่ขั้ว A ไดโอด D1 ได้รับ
การให้ไบอัสกลับ (Reverse Biased) จะทาให้ค่าความต้านทานภายในไดโอดมีค่าสูงสุด ซ่ึงเหมือนกับ
สวิตช์ท่ีอยู่ในสภาวะเปิดดังนั้นจึงไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอดแรงดันตกคร่อมความต้านทาน RL จึงมีค่า
เปน็ ศูนยโ์ วลต์ดังแสดงในรปู ท่ี 2.44 ในช่วงเวลา t1–t2

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 73

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

2.5.1.2 การหาคา่ เฉลยี่ แรงดันเอาท์พุต
จากรปู คล่นื เอาท์พตุ สามารถหาค่าเฉลย่ี ของแรงดนั ไดด้ ังรูปที่ 2.45
VO

+ Vm

t0 t1 t2 t3

รูปท่ี 2.45 รปู คลืน่ เอาตพ์ ุต

จากรูปคลื่นทางด้านเอาท์พุตของวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคล่ืนในรูปท่ี 2.45

สามารถคานวณพ้ืนท่ีใต้รูปคลื่น เพือ่ หาคา่ เฉล่ียของแรงดนั ไฟฟา้ กระแสตรงทางเอาต์พตุ (Vdc) ได้ดงั นี้

Vdc = VaV ∫∫00ππV(dVtmsiπmθ)dθ
[- cos θ]
= 1
= 0
= 21
= [-1(-1) - (-1)]
2
Vm
2
Vm
2

= Vm
2

Vdc = 0.318 Vm …2.7

เมื่อ Vm คือ ค่าแรงดนั สูงสดุ (Peak) ของแรงดันกระแสสลบั มีหน่วยเปน็ โวลต์ (V)
Vdc คือ คา่ เฉลยี่ ของแรงดันดีซที ่ีได้จากวงจรเรยี งกระแส มีหนว่ ยเป็นโวลต์ (V)

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 74

วิชา การวเิ คราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

ตวั อยา่ งที่ 2.6 จงคานวณหาคา่ แรงดนั Vdc ท่ีตกคร่อม RL ดงั แสดงในรปู ที่ 2.46

D1

220V N1 N2 1N5401
+
RL VO
Vm= 18V 1kW
-
0V

รปู ที่ 2.46 วงจรเรียงกระแสแบบครงึ่ คลนื่

วิธที า จากวงจรในรูปท่ี 2.46 เป็นวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น สามารถหาค่าแรงดัน Vdc โดยใช้

สมการที่ 2.7 ไดด้ ังน้ี

Vdc = 0.318 Vm

Vdc = 0.318 (18V)

Vdc = 5.724 V ตอบ

2.5.2 วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น ชนิดใช้หม้อแปลงแบบมีเซนต์เตอร์แทป (Center
Tapped Full Wave Rectifier Circuit)

วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคล่ืนชนิดใช้หม้อแปลงมีเซนต์เตอร์แทป เป็นการรวมเอาวงจรเรียง
กระแสแบบคร่ึงคลื่น 2 วงจรมารวมกัน จึงทาให้แรงดันท่ีตกคร่อม RL ได้ทั้งครึ่งไซเกิลบวกและลบ
ซ่ึงทาใหแ้ รงดนั ท่ไี ดเ้ ป็น 2 เท่าของแรงดันทไี่ ด้จากวงจรเรยี งกระแสแบบครง่ึ คลน่ื ดงั แสดงในรปู ท่ี 2.47

220V T1 A D1

B
D2 RL VO

0V C

รปู ที่ 2.47 วงจรเรยี งกระแสแบบเต็มคลน่ื ชนดิ ใชห้ ม้อแปลงมเี ซนตเ์ ตอร์แทป

VR
Vdc =0.636Vm

รูปที่ 2.48 เอาท์พุตของวงจรเรียงกระแสแบบเตม็ คลื่นชนิดใชห้ ม้อแปลงมเี ซนต์เตอร์แทป

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรยี น Diodes and Circuits 75

วิชา การวเิ คราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนิกส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

2.5.2.1 การทางานของวงจร

การทางานของวงจรดงั แสดงในรปู ที่ 2.49 เม่อื มีแรงดันช่วงครึง่ ไซเกิลบวกเข้าที่ตาแหน่ง A

จะทาให้ไดโอด D1 ได้รับไบอัสตรงทาให้ไดโอด D1 นากระแส มีกระแสไหลผ่านไดโอด D1 และไหลผ่าน
ตวั ต้านทานโหลด RL ทาใหเ้ กิดแรงดนั ตกคร่อมโหลดเป็นคร่ึงไซเกิลบวกจะมีค่าแรงดันสูงสุดของรูปคลื่น
เทา่ กบั Vm

Vi 220V T1 A D1 RL VO
0V + D2
B
+

-

C

รปู ท่ี 2.49 การทางานในช่วงไซเกิลบวก

Vi 220V T1 A- D1 RL VO
0V B+- D2

+
C

รปู ที่ 2.50 การทางานในช่วงไซเกิลลบ

จากรูปที่ 2.50 แรงดนั ช่วงคร่ึงไซเกิลลบเข้ามา ทาให้ที่ตาแหน่ง A เป็นลบ และที่ตาแหน่ง
C เป็นบวก ทาให้ไดโอด D2 ได้ไบอัสตรง ส่วนไดโอด D1 ได้รับไบอัสกลับ ผลคือไดโอด D1 ไม่นากระแส
ไดโอด D2 นากระแส มกี ระแสไหลผา่ นไดโอด D2 และไหลผา่ นตวั ต้านทานโหลด RL ทาให้เกิดแรงดันตก
คร่อมโหลดเป็นครึ่งไซเกิลบวกมีค่าแรงดันสูงสุดของรูปคล่ืนเท่ากับ Vm และในช่วงคร่ึงไซเกิลต่อมา
ไดโอด D1 และ D2 จะทางานต่อเนอื่ งกนั ไป เกดิ รูปคลน่ื เอาทพ์ ตุ เรียงต่อกันทาให้เกิดรูปคล่ืนเรียงกระแส
แบบเต็มคลนื่ ที่โหลด

2.5.2.2 การหาคา่ แรงดันดีซี
ค่าเฉล่ยี แรงดันดีซี (DC Average Voltage) สาหรับวงจรเรยี งกระแสแบบเตม็ คล่นื ชนดิ ใช้

หมอ้ แปลงมเี ซนตเ์ ตอรแ์ ทปจึงมีค่าดงั นี้
Vdc = 2 (0.318 Vm)

Vdc = 0.636 Vm …2.8

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วิทยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 76

วิชา การวิเคราะหว์ งจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวชิ า 3105-1003)

ตัวอยา่ งท่ี 4.2 จงคานวณหาแรงดนั ดซี ที ีไ่ ดร้ ับจากวงจรเรียงกระแสแบบเต็มรูปคล่ืนชนิดใช้หม้อแปลงที่

มีเซนตเ์ ตอร์แทป มคี า่ Vm เท่ากบั 50 V
วธิ ที า จากโจทย์เป็นวงจรเรียงกระแสแบบเต็มรูปคลื่นชนิดใช้หม้อแปลงท่ีมีเซนต์เตอร์แทป และมีค่า

แรงดันสูงสุด (peak) ของแรงดันกระแสสลับ Vm = 50 V ดังนั้นสามารถคานวณหาแรงดันดีซีได้โดยใช้
สมการที่ 2.8 ได้ดังน้ี

Vdc = 0.636 Vm

Vdc = 0.636 (50V)

Vdc = 31.8 V ตอบ

5.3 วงจรเรียงกระแสแบบเตม็ คล่นื ชนดิ บรดิ จ์ (Full Wave Bridge Rectifier Circuit)

220V T1 A D1 D3

D2 D4

0V B RL VO

รูปท่ี 2.51 วงจรเรยี งกระแสแบบเตม็ คลนื่ ชนดิ บรดิ จ์

VR

Vdc =0.636Vm

D3D2 D4D1 D3D2 D4D1 D3D2 D4D1

รปู ท่ี 2.52 เอาท์พุตของวงจรเรยี งกระแสแบบเต็มคลืน่ ชนดิ บริดจ์

จากรูปที่ 2.52 แสดงวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคล่ืนชนิดบริดจ์ในวงจรใช้ไดโอด 4 ตัว ซ่ึงเป็น
วงจรเรียงกระแสแบบเต็มรูปคลื่น เหมือนกันกับท่ีใช้ไดโอด 2 ตัว แต่วงจรนี้หม้อแปลงท่ีใช้ไม่มี
เซนตเ์ ตอร์แทปและคา่ แรงดนั ย้อนกลับของไดโอดมีค่าเท่ากับ Vm ซ่ึงมีค่าน้อยกว่าค่าแรงดันย้อนกลับใน
วงจรเรียงกระแสแบบเตม็ คลื่นชนิดที่ใช้หม้อแปลงแบบมีเซนเตอร์แทป วงจรบริดจ์จึงนิยมใช้ในทางด้าน
อตุ สาหกรรมในการผลติ เคร่อื งใชไ้ ฟฟ้าหรอื อิเลก็ ทรอนิกส์

2.5.3.1 การทางานของวงจร
ในระหว่างช่วงคร่ึงไซเกิลบวกป้อนเข้ามาตาแหน่ง A ที่ขั้วของหม้อแปลงเป็นบวกจะทาให้

ไดโอด D3 และไดโอด D2 นากระแส ทาให้เกิดกระแสไหลผ่านไดโอด D3 ตัวต้านทานโหลด RL และ
ไดโอด D2 ทาให้มแี รงดันตกคร่อม RL มคี า่ เท่ากับ Vm ดังแสดงในรปู ท่ี 2.53

นายเอกนริน พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนิคฉะเชิงเทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 77

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

220V T1 A D1 D3
Vi + D2 D4

0V B- RL VO

รูปที่ 2.53 การทางานในชว่ งไซเกิลบวก

ในคร่งึ ไซเกลิ ลบตาแหน่ง A ที่ข้ัวของหม้อแปลงเปน็ ลบทตี่ าแหนง่ B เป็นบวกจะทาให้

ไดโอด D4 และไดโอด D1 นากระแส ทาให้เกดิ กระแสไหลจากตาแหนง่ B ผา่ นไดโอด D4 ตัวต้านทาน
โหลด RL และไดโอด D1 ทาใหม้ ีแรงดันตกคร่อม RL มีค่าเทา่ กับ Vm ดงั แสดงในรปู ท่ี 2.54

220V T1 A- D1 D3
Vi

D2 D4

0V B RL VO

รูปท่ี 2.53 การทางานในช่วงไซเกิลลบ …2.9

2.5.3.2 การหาคา่ แรงดันดีซี
สามารถคานวณหาค่าแรงดนั เอาท์พุตได้ดังน้ี

Vdc = 0.636 Vm

สรปุ
ไดโอดในการใช้งานจริง (Real Diode) เป็นไดโอดที่มีคุณสมบัติแตกต่างไปจากไดโอดทางอุดม

คติ เน่ืองจากในการนาเอาไดโอดไปใช้งานจริง คุณสมบัติของตัวไดโอดในขณะจ่ายไบอัสตรง เราต้อง
พจิ ารณาถงึ คา่ ความต้านทานภายในตัวไดโอดกบั แรงดันทเ่ี กิดขึ้นตรงบริเวณรอยต่อพี-เอ็น ในขณะท่ีจ่าย
ไบอัสกลับเราก็ต้องมาพิจารณาถึงค่าความต้านทานภายในตัวไดโอดกับกระแสร่ัวไหล ( leakage
current) ความต้านทานของไดโอดจะขึ้นอยู่กับทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า ดังน้ัน จึงถือได้ว่า
ไดโอดเป็นอปุ กรณอ์ ิเลก็ ทรอนกิ ส์ท่ีมีคุณสมบตั ิทีไ่ มเ่ ป็นเชงิ เสน้

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 78

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

แบบฝึกหัด
แบบฝกึ หัดหน่วยท่ี 2 ไดโอด และวงจรใช้งาน

(Diodes and Circuits)

คาสง่ั จงตอบคาถามให้สมบรู ณ์และถูกต้อง ใช้เวลาทาแบบฝกึ หัด 20 นาที (คะแนนเตม็ 8 คะแนน)

1. จงคานวณหาค่าความตา้ นทานทางด้านไฟฟ้ากระแสตรง จากรูปที่ 1 กราฟการทางานของไดโอด เม่ือ
1.1 ID = 5 mA
1.2 ID = 20 mA
1.3 VD = -15 mA

ID (mA)

60

ID
20

10 VD

-12V 5 0.55 0.75 VD (V)
0 1 mA

รูปที่ 1 วงจรประกอบโจทย์แบบฝึกหัดขอ้ ที่ 1
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................ ....................
............................................................................................................... .....................................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................ ....................
.............................................................................................................. ......................................................
............................................................................................................................. .......................................

นายเอกนรนิ พลาชีวะ | วทิ ยาลยั เทคนคิ ฉะเชงิ เทรา

เอกสารประกอบการเรียน Diodes and Circuits 79

วิชา การวิเคราะห์วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (รหัสวิชา 3105-1003)

2. จงคานวณหาแรงดันดีซีที่ได้รับจากวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งรูปคล่นื ชนิดใช้หมอ้ แปลงท่ีมีค่า Peak
Voltage เทา่ กบั 100 V
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
........................................................................................... .........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
.............................................................................................................................................. ......................
........................................................................................................... .........................................................
3. จากรปู ที่ 2 จงคานวณหาค่าแรงดนั Vdc ท่ีเอาทพ์ ุตของวงจรเรยี งกระแสแบบเต็มรปู คลืน่ ชนิดใช้หมอ้
แปลงทมี่ เี ซนต์เตอรแ์ ทปเม่ือป้อนแรงดนั จากหม้อแปลง 18V–0V-18V

220V T1 A D1

B
D2 RL VO

0V C

รูปท่ี 2 วงจรประกอบโจทย์แบบฝกึ หัดขอ้ ท่ี 3
............................................................................................................................. .......................................
....................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................

4. ถา้ กาหนดอุณหภูมิท่ี 29oC จงหาค่าแรงดนั ทเ่ี กดิ จากอุณหภมู ิ (Thermal voltage) ; VT
............................................................................................................................. .......................................
............................................................................................ ........................................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................ ....................
............................................................................................................... .....................................................
............................................................................................................................. .......................................
................................................................................................................................................................... .

นายเอกนรนิ พลาชวี ะ | วิทยาลยั เทคนคิ ฉะเชิงเทรา

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