เอกสารหน่วย-2-อิเลคทรอนิกส์

คำนำ

หนงั สอื e-book เลม่ น้ีไดจ้ ดั ทำขึ้นเพอ่ื ใช้ประกอบกำรเรยี นในหนว่ ยกำรเรียนที่ 2 วิชำ
วิทยำศำสตร์5 ชน้ั มธั ยมศกึ ษำปที ่ี 3 ชดุ ที่ 2 เรอ่ื งอิเลคทรอนคิ ส์ เพอ่ื เปน็ แนวทำงในกำรศกึ ษำ
คน้ คว้ำหำควำมรู้เพมิ่ เตมิ ด้วยตนเอง เพอื่ เสริมทักษะกำรเรียนร้ใู หผ้ ูเ้ รยี น รวมทง้ั ในประกอบกำรเรียน
ผำ่ นระบบออนไลน์

ลมัย สงิ หโกมล

เนื้อหำ

ตัวตา้ นทาน
ไดโอด
ทรานซิสตอร์
ตัวเก็บประจุ
การตอ่ วงจรอเิ ลคทรอนกิ ส์

มาตรฐานการเรียนรู้

มาตรฐาน ว ๒.๓ เข้าใจความหมายของพลงั งาน การเปลี่ยนแปลงและการถา่ ยโอนพลงั งานปฏสิ ัมพนั ธ์
ระหวา่ งสสารและพลงั งาน พลงั งานในชวี ิตประจาวนั ธรรมชาติของคลนื่ ปรากฏการณ์ทเ่ี ก่ยี วข้องกับเสยี ง
แสง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารวมทงั้ นาความรไู้ ปใช้ประโยชน์

ตัวช้วี ัด/ผลการเรยี นรู้

ว ๒.๓ ม ๓/๖ บรรยำยกำรทำงำนของชิ้นสว่ นอเิ ล็กทรอนิกส์อยำ่ งงำ่ ยในวงจรจำกข้อมูลทรี่ วบรวมได้
ว ๒.๓ ม ๓/๗, เขยี นแผนภำพและต่อชน้ิ ส่วนอิเล็กทรอนิกสอ์ ย่ำงง่ำยในวงจรไฟฟำ้

ตัวตา้ นทาน

ตัวตา้ นทาน( Resistor : R )
ตัวต้ำนทำน เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้ำท่ีต้ำนทำนกำรไหลของกระแสไฟฟ้ำในวงจรต่ำง ๆ

บอกคำ่ ควำมต้ำนทำนเป็นโอห์ม ใชส้ ัญลักษณ์  อ่ำนค่ำควำมต้ำนทำนไดจ้ ำกแถบรหัสสีท่ีพิมพ์
ติดบนตัวต้ำนทำน

ก. กำรอ่ำนรหัสสตี วั ต้ำนทำน ข. สัญลักษณ์ตัวตำ้ นทำน

โดยทัว่ ไปตัวต้ำนทำน แบ่งเป็น 2 ประเภท คอื

1) ตัวตำ้ นทำนคงท่ี เปน็ ตัวตำ้ นทำนทีม่ คี ำ่ ควำมตำ้ นทำนของกำรไหลของ

กระแสไฟฟำ้ คงที่ มีสญั ลกั ษณ์ทใ่ี ชใ้ นวงจร ดังน้ี

2) ตัวตำ้ นทำนแปรค่ำได้ เปน็ ตัวต้ำนทำนทผี่ ใู้ ชส้ ำมำรถเปลี่ยนคำ่ ควำมตำ้ นทำนได้

ด้วยกำรหมุนหรอื เลือ่ นป่มุ ปรบั คำ่ เพ่ือเพมิ่ หรือลดคำ่ ควำมตำ้ นทำนท่ีตอ้ งกำร หรือเปลย่ี นค่ำควำม
ตำ้ นทำนตำมปรมิ ำณแสงท่ีตกกระทบ เรียกตัวต้ำนทำนนี้ว่ำ แอล ดี อำร์ (LDR ) สญั ลกั ษณ์ที่ใชใ้ น
วงจร ดังนี้

ตวั ต้านทานแปรค่าได้

การอ่านความตา้ นทานจากแถบสบี นตัวตา้ นทาน

โดยทั่วไป แถบสีบนตวั ต้ำนทำน จะมี 4 แถบ แตล่ ะแถบสีใชแ้ ทนตัวเลข มีควำมหมำย
ดังน้ี

ตัวตำ้ นทำนขำ้ งต้น ซงึ่ มแี ถบสีน้ำตำล เขียว ส้มและทอง มีควำมต้ำนทำน ดงั น้ี 15 x 103
โอหม์ และมีควำมคลำนเคล่ือน 5% หรือเท่ำกบั 15 000 โอห์ม ± 750 โอห์ม หรือมคี ำ่ ระหวำ่ ง
14 250 โอหม์ และ 15 750 โอห์ม

พจิ ำรณำวงจรทปี่ ระกอบด้วยตัวต้ำนทำนที่ทรำบค่ำกับแบตเตอร่ี และวดั กระแสไฟฟ้ำ
ในวงจร เปล่ยี นตัวตำ้ นทำนเปน็ ค่ำอน่ื บันทกึ กระแสไฟฟ้ำทุกครง้ั จะพบว่ำเมอื่ ตวั ต้ำนทำนมคี ่ำ
เพม่ิ ขนึ้ กระแสไฟฟำ้ ท่วี ัดไดม้ ีค่ำลดลง จึงสำมำรถกำหนดกระแสไฟฟ้ำในวงจรไดโ้ ดยใช้ตัวต้ำนทำน
ท่ีเหมำะสม หรอื กล่ำวไดว้ ่ำ ตัวต้ำนทำนทำหนำ้ ท่ีจำกัดค่ำของกระแสไฟฟำ้ ในวงจร

ปัจจยั ทม่ี ีผลตอ่ ความตา้ นทานของตัวนาไฟฟ้า มดี งั น้ี
1) ชนิดของตัวนา ตวั นำต่ำงชนดิ กันมคี วำมต้ำนทำนไม่เท่ำกัน
2) ความยาวของตัวนา ควำมยำวมำกจะมีควำมตำ้ นทำนมำก และควำมยำวน้อยจะมี
ควำมต้ำนทำนนอ้ ย (ควำมตำ้ นทำนแปรผันโดยตรงกับควำมยำว)

- ลวดตัวนำชนดิ เดียวกนั ขนำดใหญ่เท่ำกนั เส้นท่ียำวกวำ่ จะมคี วำมต้ำนทำน
มำกกว่ำ และจะยอมใหก้ ระแสไฟฟำ้ ผำ่ นไดน้ อ้ ยกว่ำเส้นทสี่ นั้

3) พื้นท่ีหน้าตดั ของตวั นา พ้นื ทหี่ นำ้ ตดั มำก (ขนำดใหญ)่ จะมีควำมตำ้ นทำนนอ้ ย
และพื้นท่หี นำ้ ตัดนอ้ ย (ขนำดเล็ก) จะมีควำมต้ำนทำนมำก (ควำมต้ำนทำนแปรผกผันกับ
พ้ืนทหี่ น้ำตดั )

- ลวดตวั นำชนดิ เดียวกัน ยำวเท่ำกัน เสน้ ท่ีมีขนำดเล็กกว่ำ หรอื มีพน้ื ที่หน้ำตัด
น้อยกวำ่ จะมีควำมตำ้ นทำนมำกกวำ่ และจะยอมให้กระแสไฟฟ้ำผ่ำนไดน้ อ้ ยกว่ำเสน้ ทีม่ ขี นำดใหญ่
และสัน้

4) อุณหภมู ขิ องตวั นา อณุ หภมู ิสงู จะมีควำมต้ำนทำนมำก และอุณหภูมิต่ำจะมคี วำม
ตำ้ นทำนนอ้ ย

- ฉนวนไฟฟำ้ (insulator) คือ สำรที่ยอมให้กระแสไฟฟำ้ ไหลผำ่ นหรอื มคี วำม
ต้ำนทำนไฟฟ้ำสงู สว่ นใหญ่เป็นพวกอโลหะ เช่น ยำง แก้ว ไม้ พลำสตกิ กระเบือ้ ง เป็นตน้

- ตัวนำไฟฟ้ำย่งิ ยวด (superconductor) คอื ตวั นำไฟฟ้ำที่ไมม่ ีควำมต้ำนทำน
ไฟฟำ้ เลย ทำได้โดยนำตวั นำไฟฟำ้ เช่น ดีบุก ปรอท มำลดอุณหภมู ิจนถงึ ระดบั หนง่ึ คอื ประมำณ -
25 องศำเซลเซยี ส ตวั นำไฟฟำ้ กจ็ ะหมดควำมต้ำนทำนลง

- ไฟฟำ้ ลดั วงจร (short circuit) เกดิ จำกลวดตัวนำในสำยไฟแตล่ ะสำยมำแตะกัน
จึงทำใหม้ กี ระแสไฟฟ้ำปริมำณมำกผำ่ นบรเิ วณที่สำยไฟแตะกนั ทำใหเ้ กิดควำมรอ้ นสงู ถ้ำวงจรไม่
ถกู ตดั สำยไฟอำจลกุ ไหม้และเกดิ อัคคีภัยได้

สนกุ กับไดโอด

. ไดโอดเปลง่ แสง ( Light Emitting Diode : LED )
ไดโอดเปลง่ แสง เป็นอปุ กรณ์สำรก่งึ ตัวนำชนดิ หนึ่งท่ีเม่อื ตอ่ แรงดันไฟฟำ้ ท่เี หมำะสมแล้ว

จะเปล่งแสงออกมำ นำมำใชง้ ำนในกำรแสดงผลต่ำง ๆ

โ

โครงสร้ำงของไดโอดเปล่งแสง

สนกุ กับทรานซิสเตอร์

ทรำนซิสเตอรเ์ ปน็ อุปกรณ์สำรกง่ึ ตัวนำ ชนดิ 2 รอยต่อ หรอื ที่เรยี กวำ่ BJT ซง่ึ ใช้อยใู่ นวงจร
อิเล็กทรอนกิ ส์ โดยทัว่ ไปแลว้ จะถกู ใช้เป็น วงจรขยำยสัญญำณ ,สวิตชช์ งิ่ ,เป็นต้น

ทรำนซสิ เตอร์สรำ้ งมำจำกวัสดุประเภทสำรกึ่งตวั นำชนดิ P และชนิด N มำรวมกันโดยทำให้
เกดิ รอยตอ่ ระหวำ่ งเนอ้ื สำรนสี่ องรอยต่อ โดยสำมำรถจัดทรำนซิสเตอร์ได้ 2 ชนดิ คือ
1. ทรำนซสิ เตอร์ชนดิ NPN
2. ทรำนซิสเตอรช์ นดิ PNP
รอยต่อจำกเนอ้ื สำรท้งั 3 น้ี มีจุดตอ่ เปน็ ขำทรำนซิสเตอร์ เพื่อใช้เช่ือมโยงหรอื บัดกรีกับอปุ กรณอ์ ่นื
ดังน้ันทรำนซสิ เตอรจ์ งึ มี 3 ขำ มชี ่ือเรยี กวำ่ คอลเลคเตอร์ (สัญลกั ษณ์ C ) อมิ ติ เตอร์ (สญั ลกั ษณ์
E ) และ เบส (สัญลกั ษณ์ B ) รปู ร่ำงโครงสร้ำงและสญั ลกั ษณ์ของทรำนซสิ เตอร์ดังรูป

โครงสร้ำงทรำนซิสเตอร์ PNP โครงสร้ำงทรำนซิสเตอร์ NPN

ทรำนซิสเตอร์ PNP ทรำนซิสเตอร์ NPN
รูปลกั ษณะของทรานซิสเตอร์

ทรำนซสิ เตอร์แบบ Low Power จะบรรจุอยใู่ นตวั ถังท่ีเปน็ โลหะพลำสติกหรอื อปี ๊อกซี
รูปลักษณะของทรำนซิสเตอรป์ ระเภท Low Power ทงั้ 4 ชนดิ แสดงดงั รปู

โดยจะมีลวดตัวนำย่นื ออกมำจำกสว่ นล่ำงของตัวถัง เหตุผลทีถ่ ูกออกแบบในลกั ษณะนเ้ี นื่องจำก
เมอ่ื ใช้ทรำนซิสเตอรป์ ระเภทน้ีในวงจรจะตอ้ งเสยี บขำทรำนซิสเตอร์ในชอ่ งเสียบบนแผ่นวงจร
ก่อนที่จะทำกำรบัดกรี

ทรำนซสิ เตอรแ์ บบ High Power ดงั แสดงในรปู ทรำนซสิ เตอรป์ ระเภทนถี้ กู ออกแบบเพอ่ื ให้
สำมำรถติดตง้ั โครงสร้ำงท่ีเปน็ โลหะ ทง้ั นีเ้ พื่อให้โลหะที่ทรำนซสิ เตอร์ตดิ ตง้ั อยทู่ ำหนำ้ ท่ีระบำย
ควำมร้อนให้กบั ทรำนซิสเตอรป์ ระเภทนี้ สำหรับลวดตวั นำทตี่ ่อยื่นออกมำจะเปน็ ขำต่ำง ๆ ของ
ทรำนซสิ เตอร์ ถ้ำในกรณีที่มี 2 ขำ โดยขำท่ยี ่ืนออกมำจะหมำยถึง ขำเบส และขำอมิ ติ เตอร์ สว่ น
ตัวถงั จะทำหน้ำท่เี ปน็ ขำคอลเลคเตอร์

การทางานของทรานซสิ เตอร์
รูปแสดงทรำนซิสเตอรช์ นิด NPN และชนดิ PNP จำกภำพขยำยจะเห็นวำ่ ทรำนซิสเตอร์นั้นจะ

ประกอบด้วยไดโอดจำนวน 2 ตัว ไดแ้ ก่ เบส - คอลเลคเตอร์ไดโอด และเบส-อิมิตเตอร์ไดโอด โดย
เมอ่ื เปน็ ทรำนซสิ เตอร์ชนดิ NPN ไดโอดท้งั สองจะตอ่ กันแบบหลังชนหลงั แต่ถำ้ เป็นทรำนซิสเตอร์
ชนดิ PNP ไดโอดทงั้ สองจะชี้เขำ้ ไปยังขำเบส

ทรานซสิ เตอรท์ ท่ี างานเป็นสวติ ซ์
กำรนำทรำนซิสเตอรไ์ ปใชง้ ำนเปน็ สวิตซ์กำรปิดเปดิ วงจรของทรำนซสิ เตอรจ์ ะถูกควบคุมโดย

เบส-อมิ ิตเตอร์ไดโอด (B-E) นั่นคอื เมอื่ เบส-อิมติ เตอรไ์ ดโอด ได้รบั ไบอสั ตรงทรำนซิสเตอร์จะอยู่
สภำวะ ON แตถ่ ำ้ เบส-อิมิตเตอร์ไดโอดไดร้ บั ไบอัสกลับทรำนซสิ เตอร์กจ็ ะอยูใ่ นสภำวะ OFF

โดยกำรปอ้ นกระแสเบส ( IB ) ใหก้ บั เบสของทรำนซสิ เตอร์ เพ่อื ใหร้ อยตอ่ ระหวำ่ งคอลเลคเตอร์
กับ อิมติ เตอรน์ ำกระแสได้ และตอ้ งจ่ำยกระแสเบสให้ทรำนซิสเตอรน์ ำกระแสจนอิม่ ตวั จะเกิด

กระแสไหลผำ่ นรอยต่อคอลเลคเตอร์กับอิมิตเตอร์ เปรียบไดว้ ำ่ สวิตซร์ ะหว่ำงจุด C และ E ทำงำน
ได้

การประกอบวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์เบ้ืองตน้

การประกอบวงจรไฟกระพริบ

วงจรไฟกระพรบิ เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์เบอื้ งต้นอย่ำงง่ำยที่สำมำรถต่อให้เสร็จ
และทำงำนได้ในเวลำไม่มำก ต่อได้หลำยๆ แบบปัจจุบันมี LED ท่ีกระพริบได้ดว้ ยตัวเอง ตัวอย่ำง
วงจรไฟกระพริบ LED ที่ง่ำยท่ีสุดและมีกำรใช้งำนกันมำกคือวงจรไฟกะพริบซึ่งจะตดิ – ดับ สลับ

ไปมำในอัตรำปกติหน่ึงหรือสองครั้งต่อ วินำที และถ้ำใช้ LED สองตัวจะมีลักษณะกำรทำงำน
เช่นเดียวกนั เพยี งแต่ LED ทั้งสองตัวติด – ดบั สลับกัน

LED

R 1KΩ E =12V

ก.กำรตอ่ ไดโอดเปล่งแสง ข. วงจรกำรตอ่ ไดโอดเปลง่ แสง

ภาพ กำรต่อใชง้ ำนไดโอดเปล่งแสง

จำกภำพเป็นกำรต่อแอลอีดีเข้ำกับตัวต้ำนทำน 1 K เมื่อต่อแหล่งจ่ำยกำลังไฟฟ้ำ

กระแสตรงขนำด 12 V เข้ำไปให้ถูกข้ัวจะทำให้แอลอีดีติดสว่ำงได้ ถ้ำต้องกำรให้แอลอีดีสว่ำง

มำกกวำ่ นี้ให้ลดคำ่ ควำมตำ้ นทำนลงมำให้น้อยกวำ่ 1 K

การประกอบวงจรมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง

Switch

M Power supply

DC Motor

ก. กำรประกอบวงจรมอเตอร์ไฟฟำ้ กระแสตรง ข.วงจรมอเตอร์ไฟฟ้ำกระแสตรง

แหล่งข้อมลู

https://www.scimath.org/ คน้ คว้าเมือ่ วันท่ี 20 ตุลาคม 2564
http://www.psptech.co.th คน้ ควา้ เม่ือวนั ที่ 21 ตลุ าคม 2564
https://sites.google.com/site/rangthanawat41/bth-thi-2 ค้นควา้ เม่ือวนั ท่ี 21
ตุลาคม 2564
http://spy.ac.th/spy/images/PK/vi1.pdf คน้ ควา้ เมอื่ วันที่ 22 ตุลาคม 2564
https://www.asearcher.com/content ค้นคว้าเมื่อวนั ที่ 22 ตุลาคม 2564