การทำงานของทรานซิสเตอร์

TRANSISTOR อุปกรณ์อิณ์ อิเลคทรอนิกนิส์ ทรานซิสซิเตอร์

ทรานซิสซิเตอร์เร์ป็นป็อุปกรณ์สณ์ารกึ่งตัวนำ ที่ถูกถูพัฒพันาขึ้นขึ้มาใช้งช้านแทนหลอดสุญสุ ญากาศซึ่งซึ่มีค่มี ค่าสูญสูเสียสีต่ำ และ ประสิทสิธิภธิาพสูงสูกว่าว่มาก ทรานซิสซิเตอร์สร์ามารถประยุกต์ใช้งช้านได้หด้ลายอย่าย่ง เช่นช่ ใช้ขช้ยายสัญสัญาณ (Amplifier) ทำ หน้าน้ที่เป็นป็สวิตวิช์ชิช์งชิ (Switching) กำ เนิดนิสัญสัญาณใช้รัช้กรัษาแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ให้คห้งที่ เป็นป็ต้น ขาเบส (Base ; B) ขาอิมิตมิเตอร์ (Emitter ; E) ขาคอลเล็กเตอร์ (Collector ; C) ทรานซิสซิเตอร์เร์ป็นป็อุปกรณ์สณ์ารกึ่งตัวนำ ชนิดนิ 2 รอยต่อ (Bipolar Junction Transistor ; BJT) มีขมีาใช้งช้านจำ นวน 3 ขา คือ 1. ทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ PNP 2. ทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ NPN หน้าน้ที่หลักของทรานซิสซิเตอร์ คือ “ขยายกระแสไฟฟ้าฟ้” โดยการควบคุมคุกระแสไฟฟ้าฟ้อินพุตส่วส่นน้อน้ยบริเริวณขา เบส(Base : B) แล้วทำ ให้เห้กิดกระแสไฟฟ้าฟ้เอาต์พุตส่วส่นใหญ่บญ่ริเริวณขาคอลเล็กเตอร์(ร์ Collector : C)นั่นนั่เอง ONE SHEET ทรานซิสซิเตอร์ (TRANSISTOR) ทรานซิสซิเตอร์คืร์ คืออะไร แบ่งบ่ตามโครงสร้าร้งของสารกึ่งตัวนำ มี 2 ชนิดนิคือ

PAGE 2 ทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ PNP ให้สัห้งสัเกตสัญสัลักษณ์ลูณ์กลูศรที่ (ขา E จะชี้เ ชี้ ข้าข้) สัญสัลักษณ์ วงจรเทียบเท่าเปรียรีบเสมือมืนมีไมีดโอด 2 ตัวชนกันที่ขาแคโทด โครงสร้าร้งทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ PNP

PAGE 3 ทรานซิสซิเตอร์ NPN ให้สัห้งสัเกตสัญสัลักษณ์ลูณ์กลูศรที่ (ขา E จะชี้อ ชี้ อก) สัญสัลักษณ์ โครงสร้าร้งทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ NPN วงจรเทียบเท่าเปรียรีบเสมือมืนมีไมีดโอด 2 ตัวชนกันที่ขาแคโทด

การให้ไห้บแอสกับทรานซิสซิเตอร์ การไบแอสหรือรืการจัดจัแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ให้เห้หมาะสม เพื่อพื่ ให้ทห้รานซิสซิเตอร์ทำร์ ทำงาน ต้องป้อป้นแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ 2 ชุด คือ ชุดแรกจ่าจ่ยไบแอสตรงให้กัห้ กับขาเบส(B)กับขาอิมิตมิเตอร์(ร์ E) และชุดที่สองจ่าจ่ยไบแอสกลับที่ขาคอลเล็ก เตอร์(ร์ C)เทียบกับขาอิมิตมิเตอร์(ร์ E) โดยที่แรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ไบแอสกลับนี้มีนี้ค่มี ค่าหลายโวลต์ หรือรืสูงสูกว่าว่แรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ที่ ขาเบส(B)เมื่อมื่เทียบกับขาอิมิตมิเตอร์(ร์ E) PAGE 4 การให้ไห้บแอสทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ PNP เป็นป็การให้ไห้บแอสแก่ทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ PNP เมื่อมื่ปรับรัค่าแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ VEE ต่ำ กว่าว่ค่าแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้คัต – อิน (ต่ำ กว่าว่ 0.7 โวลต์ สำ หรับรัสารกึ่งตัวนำ ชนิดนิซิลิซิ ลิกอน) จะไม่มีม่กมีระแสไฟฟ้าฟ้ไหลผ่าผ่นรอยต่อระหว่าว่งขาเบส(B) กับอิมิตมิเตอร์(ร์ E) ถึงแม้ว่ม้าว่รอยต่อนี้จนี้ะได้รัด้บรัแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ไบแอสกลับก็ตาม ส่วส่นรอยต่อระหว่าว่งขาเบส(B)กับ คอลเล็กเตอร์(ร์ C) ซึ่งซึ่ได้รัด้บรัไบแอสกลับนั้นนั้จะไม่มีม่กมีระแสไฟฟ้าฟ้ไหลผ่าผ่น เหมือมืนกับไดโอดที่ได้รัด้บรัไบแอสกลับ เมื่อมื่ปรับรัแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ VEE ให้สูห้งสูกว่าว่ 0.7 โวลต์ จะมีกมีระแสไฟฟ้าฟ้ไหลผ่าผ่นรอยต่อระหว่าว่งขาเบสกับอิมิตมิเตอร์ เรียรีกว่าว่กระแสไฟฟ้าฟ้เบส (IB) ไหลผ่าผ่นออกจากขั้วขั้บวกของแบตเตอรี่ ผ่าผ่นรอยต่ออิมิตมิเตอร์กัร์ กับเบส ออกทาง ขาเบสไปยังยัขั้วขั้ลบของแบตเตอรี่ ดังดันั้นนั้แรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ไบแอสกลับที่ตกคร่อร่มระหว่าว่งขาอิมิตมิเตอร์กัร์ กับคอลเล็กเตอร์ จึงจึมีแมีรงเพียพีงพอที่จะผลักให้โห้ฮลและอิเล็กตรอนให้ข้ห้าข้มรอยต่อไปได้ จึงจึเกิดกระแสไฟฟ้าฟ้อีกชุดหนึ่งนึ่ไหลผ่าผ่นตาม ค่าแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ที่จ่าจ่ยให้รห้ะหว่าว่งขาเบสกับขาคอลเล็กเตอร์ เรียรีกกระแสไฟฟ้าฟ้นี้ว่นี้าว่กระแสไฟฟ้าฟ้คอลเล็กเตอร์ (IC) และผลรวมของกระแสไฟฟ้าฟ้เบส (IB) กับกระแสไฟฟ้าฟ้คอลเล็กเตอร์ (IC) จะมีค่มี ค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าฟ้ ที่ไหลผ่าผ่นขาอิมิตมิเตอร์ (IE) นั่นนั่คือ IE= IB +IC การให้ไห้บแอสทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ PNP

การจ่าจ่ยไบแอสให้กัห้ กับทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ NPN จะใช้หช้ลักการเดียดีวกับการให้ไห้บแอสทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ PNP คือ จ่าจ่ยไบแอสตรงให้กัห้ กับขาเบส และขาอิมิตมิเตอร์ ส่วส่นขาคอลเล็กเตอร์กัร์ กับขาเบสจะจ่าจ่ยแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ไบแอสกลับ เมื่อมื่ ค่าแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ VEE มากกว่าว่ค่าแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้คัต – อิน จะมีกำมี กำลังมากพอ ที่จะผลักโฮลที่อยู่ใยู่นเบสให้ไห้หลผ่าผ่น รอยต่อระหว่าว่งขาเบสกับขาอิมิตมิเตอร์เร์ข้าข้ไปยังยัอิมิเมิตอร์ (ขั้วขั้ลบ VEE)จากนั้นนั้จะถูกถูศักย์ไย์ฟฟ้าฟ้ลบจากขั้วขั้ลบของ VEE ดึงดึดูดดูให้วิ่ห้งวิ่ไปยังยั VEE และจากปรากฏการณ์นี้ณ์จึนี้งจึเกิดกระแสไฟฟ้าฟ้เบส (IB) ทำ ให้ศัห้ ศักย์ไย์ฟฟ้าฟ้บวกค่าสูงสู ของ VCC มีกำมี กำลังสูงสูพอที่จะผลักโฮลในเบสให้ผ่ห้าผ่นรอยต่อเข้าข้ไปในอิมิตมิเตอร์ และถูกถูศักย์ไย์ฟฟ้าฟ้ลบจากแบตเตอรี่ VCC ดึงดึดูดดูให้วิ่ห้งวิ่ออกจากขาอิมิตมิเตอร์ผ่ร์าผ่น VEEเข้าข้มายังยัขั้วขั้ลบของ VCC เมื่อมื่ โฮลในเบสถูกถูผลักออกไปเข้าข้อิมิตมิเตอร์จร์ะทำ ให้เห้บสขาดโฮล จึงจึแสดงอำ นาจของประจุไฟฟ้าฟ้ลบดึงดึดูดดู ประจุไฟฟ้าฟ้บวกจาก VCC ให้เห้คลื่อนที่ออกจากขั้วขั้บวกของ VCC ผ่าผ่นมาทางขาคอลเล็กเตอร์ผ่ร์าผ่นรอยต่อระหว่าว่ง คอลเล็กเตอร์กัร์ กับเบส เพื่อพื่มาแทนที่โฮลในเบสที่ขาดไป แต่ก็ถูกถูผลักต่อให้เห้ลยเบสไปที่อิมิตมิเตอร์แร์ละถูกถูศักย์ไย์ฟฟ้าฟ้ ลบจาก VCC ดึงดึดูดดูให้เห้ข้าข้มายังยัขั้วขั้ลบ จึงจึเกิดเป็นป็กระแสไฟฟ้าฟ้คอลเล็กเตอร์ (IC) ซึ่งซึ่มีทิมี ทิศทางตรงข้าข้มกับ ทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ PNP การให้ไห้บแอสทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ NPN PAGE 5 การให้ไห้บแอสทรานซิสซิเตอร์ชร์นิดนิ NPN

สภาวะการทำ งานของทรานซิสซิเตอร์ สภาวะไม่นำม่นำกระแสไฟฟ้าฟ้ (Cut Off) คือ สภาวะที่ไม่จ่ม่าจ่ยแรงดันดั ไฟฟ้าฟ้ไบแอสตรงให้กัห้ กับขาเบส และขาอิมิตมิ เตอร์ (VBE) กระแสไฟฟ้าฟ้เบสจึงจึหยุดไหล จึงจึทำ ให้กห้ระแสไฟฟ้าฟ้คอลเล็กเตอร์หร์ยุดไหลด้วด้ยเรียรีกอีกอย่าย่งว่าว่ ย่าย่นคัตออฟ สภาวะนำ กระแสไฟฟ้าฟ้ (Conduction) คือ สภาวะที่กระแสไฟฟ้าฟ้คอลเล็กเตอร์สร์ามารถที่จะไหลได้ จึงจึ ทำ ให้กห้ระแสไฟฟ้าฟ้เบสควบคุมคุการไหลของกระแสไฟฟ้าฟ้คอลเล็กเตอร์ไร์ด้ เรียรีกอีกอย่าย่งว่าว่ย่าย่นทำ งาน สภาวะอิ่มตัว (Saturation) คือ สภาวะที่กระแสไฟฟ้าฟ้คอลเล็กเตอร์ไร์ม่เม่ ปลี่ยนแปลงสูงสูขึ้นขึ้หรือรืมีค่มี ค่าคงที่ แม้ว่ม้าว่กระแสไฟฟ้าฟ้เบสจะมีค่มี ค่าเพิ่มพิ่สูงสูขึ้นขึ้ถึงจุด ๆ หนึ่งนึ่ก็ตาม เราเรียรีกอีกอย่าย่งว่าว่ย่าย่นอิ่มตัว สภาวะการทำ งานของทรานซิสซิเตอร์ สามารถแบ่งบ่ตามสภาวะการทำ งานได้ 3 สภาวะ คือ 1. 2. 3. PAGE 6 แสดงสภาวะการทำ งานของทรานซิสซิเตอร์ NPN (วงจรอิมิตมิเตอร์ร่ร์วร่ม)

วัดวัทรานซิสซิเตอร์ด้ร์วด้ยมัลมัติมิเมิตอร์ดิร์จิดิตจิอล 1. ปรับรัสวิตวิช์ขช์องมัลมัติมิเมิตอร์ไร์ปที่ย่าย่นวัดวั ไดโอด ( Diode Test ) 2. ค้นหาตำ แหน่งน่ของขาของทรานซิสซิเตอร์ที่ร์ ที่จะวัดวั ในการวัดวัสาธิตธิ ใช้ทช้รานซิสซิเตอร์เร์บอร์ 2N3904 มีตำมี ตำ เหน่งน่ขาเรียรีง E B C ตามรูปรู PAGE 7 1) วัดวัขา B กับขา E วัดวั ได้แด้รงดันดัตกคร่อร่ม 0.649V 2) วัดวัขา B กับขา C วัดวั ได้แด้รงดันดัตกคร่อร่ม 0.628V 3) สลับสายวัดวัขา B กับขา E แสดงค่า OL 4) สลับสายวัดวั B กับขา C แสดงค่า OL 3. พิจพิารณาผลการวัดวัขา B กับขา E และวัดวัขา B กับขา C ใช้หช้ลักการเดียดีวกัน ถ้าทรานซิสซิเตอร์ดีร์จดีะ แสดงค่าที่มัลมัติมิเมิตอร์ 0.6-0.7V 1 ครั้งรั้และแสดงค่า OL 1 ครั้งรั้ถ้าทรานซิสซิเตอร์ที่ร์ ที่เสียสี ใน ลักษณะ(ขาด)จะวัดวัค่าขึ้นขึ้ OL ทุกทุครั้งรั้และทรานซิสซิเตอร์ที่ร์ ที่เสียสีลักษณะ(ซ๊อซ๊ต)จะวัดวัแล้วขึ้นขึ้ 000V ทุกทุครั้งรั้ 4. วัดวัขา E และขา C และสสับสัสายวัดวัอีกครั้งรั้ถ้าทรานซิสซิเตอร์ดีร์จดีะแสดงค่า OL ทุกทุครั้งรั้ทรานซิสซิเตอร์ที่ร์ ที่เสียสี ลักษณะซ๊อซ๊ตจะวัดวัแล้วขึ้นขึ้ 000V ทุกทุครั้งรั้ 5. ทรานซิสซิเตอร์ที่ร์ ที่ดี ผลการวัดวัขา B กับขา C วัดวัขา B กับขา E และวัดวัขา C กับขา E ผลที่ได้ใด้นการวัดวั ต้องดีหดีมด

การหาขาทรานซิสซิเตอร์ ด้วด้ยมัลมัติมิเมิตอร์ดิร์จิดิตจิอล PAGE 8 การวัดวัที่ได้ค่ด้ ค่าแรงดันดัตกคร่อร่ม มากกว่าว่จะเป็นป็ขา E เช่นช่วัดวัค่าได้ 0.649V การวัดวัที่ได้ค่ด้ ค่าแรงดันดัตกคร่อร่ม น้อน้ยกว่าว่จะเป็นป็ขา C เช่นช่วัดวัค่าได้ 0.628V ในการสุ่มสุ่ วัดวัถ้าเป็นป็ทรานซิสซิเตอร์ NPN สายวัดวัสีแสีดงจะเป็นป็ขา B 1. 2. “ในการวัดวัสาธิตธิ ใช้ทช้รานซิสซิเตอร์เร์บอร์ 2N3904 ถ้าเป็นป็ทรานซิสซิเตอร์เร์บอร์อื่ร์อื่นจะได้ค่ด้ ค่าแรงดันดัตกคร่อร่มแตกต่าง จากนี้”นี้ แต่หลักการยังยัเหมือมืนเดิมดิคือวัดวัขา B กับขา E ได้แด้รงดันดัตกคร่อร่มมากกว่าว่แรงดันดัตกคร่อร่มขา B กับขาC ที่ เป็นป็เช่นช่นี้เนี้พราะรอยต่อ PN ระหว่าว่งขา B กับขาE ได้รัด้บรัการไบแอ๊สมากกว่าว่ วัดวัทรานซิสซิเตอร์ NPN เบอร์ 2N3904 สายวัดวัสีแสีดง เป็นป็ขา B สายวัดวัสีดำสีดำ เป็นป็ขา E ข้อข้ที่ต้องจำ แรงดันดัตกคร่อร่มขา B-E มากกว่าว่ขา B-C วัดวัทรานซิสซิเตอร์ NPN เบอร์ 2N3904 สายวัดวัสีแสีดง เป็นป็ขา B สายวัดวัสี ดำ เป็นป็ขา C ข้อข้ที่ต้องจำ แรงดันดัตกคร่อร่มขา B-E มากกว่าว่ขา B-C