32
2.13 ซีเนอรไ์ ดโอด
ซีเนอร์ไดโอด นิยมใช้ในวงจรรักษาระดับแรงดันคงที่ในวงจรแหล่งจ่ายกำลัง และซีเนอร์ไดโอด เป็น
ไดโอดที่ถูกออกแบบมาเป็นพิเศษ ให้สามารถทำงานได้ในย่านพังทลาย (Breakdown region) ขณะไบแอส
กลับได้ ซึ่งในสภาวะนี้ไดโอดธรรมดาจะเสียหายเนื่องจากกระแสที่เพิ่มสูงเกินพิกัด และความร้อนที่เกิดขึ้นที่
รอยตอ่ พเี อน็
2.13.1 โครงสร้างและสญั ลักษณข์ องซเี นอร์ไดโอด
ซีเนอร์ไดโอดเป็นไดโอดที่ผลิตจากสารซิลิคอนที่มีปริมาณความหนาแน่นของสารเจือปนใน
สว่ นทั้งสองของสารพีและสารเอน็ มีคา่ สูงกวา่ ปกติ ซ่ึงคุณสมบตั ดิ ังกล่าวจะทำให้มคี ่าแรงดันเบรกดาวน์สูง และ
ค่าแรงดันเบรกดาวน์หรอื แรงดันซีเนอร์สามารถกำหนดได้ด้วยการควบคุมความหนาแน่นของสารเจือปน และ
เมื่อให้ไบแอสกลับจะสามารถทนกระแสย้อนกลับได้สูงขึ้น โดยไดโอดไม่เสียหาย แรงดันที่ตกคร่อมตัวซี เนอร์
ไดโอดจะเป็นตัวควบคุมและรักษาแรงดันให้คงที่ โครงสร้าง รูปร่างตัวถัง และสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด
แสดงดังรปู ที่ 2.28
(ก) โครงสร้าง (ข) รูปร่างตวั ถัง (ง) สัญลักษณ์
รปู ท่ี 2.28 แสดงโครงสร้าง รูปร่างตวั ถัง และสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด
2.13.2 กราฟการทำงานของซเี นอรไ์ ดโอด
เมื่อจ่ายไบอัสตรงให้กับซีเนอร์ไดโอดผลคือจะเหมือนไดโอดทั่วไปกล่าวคือจะมีกระแสไหล
ผ่านตัวซีเนอร์ไดโอดเมื่อมีแรงดันตกคร่อมประมาณ 0.7 V ซีเนอร์ไดโอดต่างจากไดโอดทั่ว ๆ ไป คือ เมื่อทำ
การไบแอสกลับจนถึงค่าแรงดันค่า ๆ หนึ่ง แรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดจะมีค่าคงท่ี โดยเรียกแรงดันจุดนี้ว่า
แรงดนั ซีเนอร์ ลกั ษณะสมบตั ิของซีเนอรไ์ ดโอด แสดงดังรปู ที่ 2.29
33
รูปที่ 2.29 กราฟลักษณะสมบัตขิ องซเี นอร์ไดโอด
จากรูปที่ 2.29 จากลักษณะสมบัติของซีเนอร์ไดโอดการพังทลายที่เกิดขึ้นในซีเนอร์ไดโอด
แบง่ ออกได้ 2 ชนิด คอื การพงั ทลายซีเนอร์และการพงั ทลายอะวาลานซ์ โดยสรุปได้ดงั นี้
1. การพังทลายซีเนอร์ การพังทลายแบบนี้จะเกิดข้ึนทีแ่ รงดันไบแอสกลับค่าตา่ ง ๆ โดยจะมี
กระแสไหลผ่านซเี นอร์ไดโอด ซ่ึงจะต้องควบคุมให้อยู่ในพิกัด ซงึ่ เปน็ จดุ ประสงค์ของการออกแบบซีเนอร์ไดโอด
กล่าวคือ แรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดมีค่าคงที่เรียกว่าแรงดันซีเนอร์ โดยส่วนใหญ่การนำซีเนอร์ไดโอดไปใช้
งานจะต้องทราบวา่ แรงดันซีเนอร์ไดโอดเทา่ กับกโี่ วลต์ ซึ่งแรงดนั ซีเนอรไ์ ดโอดทผ่ี ลิตออกมาใช้งานจะมีแรงดันซี
เนอรแ์ รงดนั ต่ำไปจนถงึ 200 โวลต์ ซง่ึ สามารถดไู ด้จากคมู่ ือซีเนอรไ์ ดโอด
2. การพังทลายอะวาลานซ์ การพังทลายแบบน้ีซีเนอร์ไดโอดจะมีแรงดันไบแอสกลับท่ีสูงเกิน
กวา่ พกิ ัด ทำใหก้ ระแสไหลผา่ นมคี ่ามากพอทีจ่ ะทำให้ไดโอดเสียหายได้ ซง่ึ เปน็ ส่ิงทีไ่ ม่ต้องการให้เกดิ ขึ้นไม่ว่าจะ
เป็นไดโอดชนดิ ใด ๆ กต็ าม
สำหรับเงื่อนไขในการที่จะทำให้แรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดคงที่ พิจารณาจากกราฟ
ลักษณธสมบตั ิของซีเนอร์ไดโอดดังรปู ท่ี 2.30
34
Rz =rz ΔV IF (ID )
ΔI mA
Nominal Forward Bias
Region
VZ @ IZT
VZ Knee region 0.7V VF (VD )
IZK (minimun current) Volts
diode will not regulate
IZT (nominal)
Zener test current
IZM(maximum current)
If exceeded the diode is
permanently damaged
Reverse Bias
Region
รูปท่ี 2.30 กราฟลักษณะสมบัติของซีเนอร์ไดโอด
จากรูปที่ 2.30 การพังทลายที่เกิดขึ้นเมื่อซีเนอร์ไดโอดได้รับไบแอสกลับ เมื่อเพิ่มแรงดันไบแอสกลับ
ถึงค่าซีเนอร์ (V) จะมีกระแสไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดมากขึ้น ที่จุดลาดเอียงของกราฟบริเวณที่เรียกว่า Knee
Region กระแสจะเริ่มไหลผ่านตัวซีเนอร์ไดโอด เรียกกระแสที่จุดนี้ว่า 2 ซึ่งเป็นค่ากระแสต่ำสุด และถ้า I ซี
เนอร์ไดโอดได้รับไบแอสกลับสูงขึ้นอีก กระแสไหลผ่านจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ แต่แรงดันซีเนอร์จะมีค่าคงที่ แต่ ถ้า
เพิ่มแรงดันไบแอสกลับถึงจุดสูงสุดและทำให้กระแสไหลผ่านซีเนอร์สูงสุด จะเรียกกระแสที่จุดนี้ว่า ดังน้ัน
เงื่อนไขที่จะทำให้แรงดันซีเนอร์อยู่ในช่วงที่ต้องการคือ จะต้องควบคุมกระแสที่ไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด ให้อยู่
ในช่วง IZK ถงึ IZM
vz คือ แรงดนั ซีเนอร์ โดยทั่วไปมีแรงดนั ตงั้ แต่ 2-200 V
IZK คือ กระแสไหลผ่านซีเนอร์ที่บริเวณสว่ นโคง้ (Knee Region) หรอื กระแสต่ำสดุ
(Minimum current)
IZT คือ กระแสทจ่ี ดุ ทดสอบ (Zener Test Current)
IZM คอื กระแสไหลสงู สดุ ผ่านซีเนอร์ (Maximum Current)
35
ซีเนอร์ไดโอดในทางปฏบิ ัติ จะมีค่าความต้านทานภายในตัวซเี นอร์ไดโอด (Rz) ดังนั้น วงจรสมมูลของ
ซเี นอรไ์ ดโอด จะแทนด้วยแบตเตอรีท่ ่ีมขี นาดแรงดันไฟตรงและค่าความต้านทานภายใน (Rz) ดงั รปู ที่ 2.31
+ Iz Vz + Iz
Iz + Iz
Vz +
- - Vz
-
Vz
rz
-
(ก) วงจรสมมลู ในทางอุดมคติ (ข) วงจรสมมูลในทางปฏบิ ัติ
รปู ท่ี 2.31 วงจรสมมลู ของซเี นอรไ์ ดโอด
คา่ ความต้านทานของซเี นอร์ไดโอด หาได้จากสมการ R Z = ΔVZ …………………(2.13)
ΔIZ
เมอ่ื ∆ คือ ผลตา่ งของคา่ แรงดันหรือกระแส
ตารางที่ 2.1 ค่าพิกดั ทางไฟฟ้าของซีเนอร์ไดโอดเบอรต์ า่ ง ๆ
จากตารางที่ 2.1 ซเี นอร์ไดโอดเบอร์ 1N4728 พบวา่ ค่า vz = 3.3 V, Iz = 76 mA,
Izk = 1 mA, Izm = 275 mA และคา่ rZ= 10 Ω
จากตารางค่าความต้านทานของซีเนอร์ไดโอดเบอร์ 1 N4728 ที่จุดทดสอบเท่ากับ 10 Ω และจะต้อง
ควบคุมกระแสไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดให้อยู่ระหว่าง 1 - 275 mA ซึ่งจะทำให้แรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดมี
คา่ คงท่คี อื 3.3 V น่ันเอง
36
2.13.3 การนำซีเนอร์ไดโอดไปใช้งาน
การนำซีเนอรไ์ ดโอดไปใชง้ าน สว่ นใหญจ่ ะนำไปใช้ในวงจรรักษาระดับแรงดนั คงที่ และวงจร
กำเนดิ แรงดันอ้างองิ โดยวงจรรกั ษาระดบั แรงดนั คงท่ี มลี ักษณะดงั รูปท่ี 2.32
Rs mA
mA
mA
Vin RL Vout
รูปท่ี 2.32 วงจรซีเนอร์ไดโอด
จากวงจรรปู ท่ี 2.32 Rs คือ ตัวต้านทานอนุกรม ทำหนา้ ท่ีจำกัดกระแสที่ไหลผา่ นซเี นอร์
ไดโอด
2.13.4 การอ่านรายละเอียดเบอรซ์ เี นอร์ไดโอด
ซเี นอรไ์ ดโอดที่ผลิตออกมาใช้งานโดยทั่วไป จะมีแรงดนั ซเี นอรต์ ัง้ แต่ 12 โวลต์ถึง 220 โวลต์
และขนาด 0.4 วตั ต์ไปจนถงึ 10 วตั ต์ โดยนำไปใช้ในวงจรตา่ ง ๆ ดงั น้นั การนำซเี นอรไ์ ดโอดไปใช้งาน ส่ิงท่ี
จะตอ้ งทราบคือ แรงดันซเี นอร์มีหน่วยเป็นโวลต์ และอัตราทนกำลงั งานมหี น่วยเปน็ วัตต์ โดยดจู ากเบอรข์ องซี
เนอร์ไดโอดที่พมิ พบ์ นตัวถัง เช่น 1N5239 เป็นต้น แลว้ อา่ นคมู่ ือจากบริษัทผู้ผลิต จากตาราง หรอื การอ่านค่า
แรงดนั ซีเนอร์ไดโอดจากรหัสสีท่ีพมิ พ์บนตัวถังก็ได้ สว่ นขนาดของซเี นอร์ไดโอดจะบอกว่าซีเนอรไ์ ดโอดตัวน้ันมี
อตั ราทนกำลงั งานก่ีวตั ต์ เปน็ ตน้ รายละเอียดของเบอรซ์ เี นอรไ์ ดโอดแสดงดงั ตารางที่ 2.2
37
ตารางท่ี 2.2 รายละเอียดซเี นอร์ไดโอด
38
ซีเนอร์ไดโอดคือไดโอดที่ผลิตขึ้นมาจากสารกึ่งตัวนำชนิด P และ N มาต่อชนกันมีลักษณะโครงสร้าง
เหมอื นกบั ไดโอดธรรมดาแตกตา่ งกันตรงการโด๊ปสารกงึ่ ตวั นำชนิด P และ N ซึ่งจะโดป๊ มากกวา่ ปกติ ทำให้การ
ใช้งานต่างจากไดโอดธรรมดาซึ่งไดโอดธรรมดาจะใช้งานในช่วงการจ่ายแรงดันไบอัสตรง ส่วนซีเนอร์ไดโอดจะ
ใชง้ านในลกั ษณะจ่ายแรงดันไบอัสกลับ เมือ่ ซเี นอร์ไดโอดได้รับไบอสั กลบั ถึงค่าแรงดนั ที่กำหนด ซีเนอร์ไดโอด
จะนำกระแส และจะเกิด แรงดันตกคร่อมตวั เองคงที่ เช่น 6 V , 9 V , 12 V เป็นต้น
ไดโอดชนิดอื่น ๆ คือ อุปกรณ์สองขั้วที่มีโครงสร้างสารกึ่งตัวนำชนิดพีและเอ็นคล้ายกับไดโอด แต่มี
การทำงานและการนำไปใช้งานแตกต่างกนั โดยแตล่ ะแบบจะสามารถนำไปใชง้ านเฉพาะอย่างในวงจรตา่ ง ๆ
2.14 คำนวณหาคา่ แรงดันซีเนอรไ์ ดโอด
ตัวอย่างที่ 2.6 จากวงจร กำหนดให้ RS = 560 Ω, VZT = 5.1 V, IZT = 48 mA, IZK = 1 mA,
IZM = 177 mA และค่า RZ= 7 Ω จงคำนวณหาค่าแรงดันอนิ พุตตำ่ สุด และแรงดันอินพุตสูงสุดที่ทำให้ซีเนอร์
ไดโอดสามารถรกั ษาระดบั แรงดนั คงที่ได้
วิธที ำ Vout = VZ − ΔVZ = VZ − ΔIZTrZ
Vout = 5.1V − (48mA)(7Ω)
Vout = 4.764V ตอบ
ตอบ
ดงั นั้น แรงดนั อินพุตต่ำสุด Vin(min) หาไดจ้ าก
Vin(min) = IZKR + Vout
Vin(min) = (1mA)(560Ω) + 4.764 V
Vin(min) = 5.324 V
39
จาก IZM = 177 mA แรงดนั เอาต์พุตหาไดจ้ าก ตอบ
Vout = VZ + ΔVZ = VZ − ΔIZMrZ ตอบ
Vout = 5.1V + (177mA)(7Ω)
Vout = 5.1V +1.239V = 6.339V
ดังนนั้ แรงดนั อินพุตสูงสุด Vin(max) หาได้จาก
Vin(max) = IZMR + Vout
Vin(max) = (178mA)(560Ω) + 6.339V
Vin(max) = 99.68V + 6.339V =106.019V
2.15 ไดโอดเปล่งแสง
ไดโอดเปล่งแสงหรือเรียกว่า LED เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อแสดงผลต่าง ๆ เช่น
สถานะการทำงานของวงจรหรืออุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์แสดงข้อความตัวเลขหรือตัวอักษร
ประดับตกแต่งอาคารสถานที่ใช้เป็นระบบไฟแสงสว่างและไฟจราจรเป็นต้นลักษณะของไดโอดเปล่งแสงดัง
รูปที่ 2.33
รูปท่ี 2.33 ไดโอดเปลง่ แสง
40
2.15.1 โครงสรา้ งและสัญลักษณข์ องไดโอดเปล่งแสง
รปู ที่ 2.34 โครงสรา้ งและสัญลักษณ์ของไดโอดเปล่งแสง
2.15.2 ความสัมพนั ธ์ของวัสดุ ความยาวคลื่น สที ี่เปล่งแสง และแรงดนั ไบแอสตรง
ตารางท่ี 2.3 ลักษณะสมบตั ขิ องไดโอดเปล่งแสง
ลกั ษณะสมบตั ิของไดโอดเปล่งแสง
วัสดุสารก่งึ ตัวนำ ความยาวคล่ืน สี แรงดันไบแอสตรง ( VF )
(Wavelength) ทกี่ ระแสไดโอด 20 mA
GaAs 850-940 nm Infra-Red 1.2 V
GaAsP 630-660 nm Red 1.8 V
GaAsP 605-620 nm Amber 2.0 V
GaAsPN 585-595 nm Yellow 2.2 V
AIGaP 550-570 nm Green 3.5 V
SiC 430-505 nm Blue 3.6 V
GaInN 450 nm White 4.0 V
จากตารางที่ 2.3 สารท่ีใชผ้ ลติ ไดโอดเปล่งแสง ประกอบดว้ ย
- แกลเลยี มอาร์เซไนด์ Gallium Arsenide (GaAs)
- แกลเลียมฟอสไฟด์ GalliumPhosphide (GaP)
- แกลเลยี ม อาเซไนด์ ฟอสไฟด์ Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)
- ซลิ ิกอนคาร์ไบด์ Silicon Carbide (SiC)
- แกลเลียมอินเดียมไนไตรด์ Gallium Indium Nitride (GalnN)
โดยสารแต่ละชนิดจะให้แสงสีท่แี ตกต่างกัน
41
รปู ที่ 2.35 กราฟลักษณะสมบตั ิของไดโอดเปลง่ แสง
2.15.3 การนำไดโอดเปลง่ แสงไปปะยกุ ต์ใช้งาน
รปู ที่ 2.36 วงจรการต่อใชง้ านไดโอดเปล่งแสง
2.15.4 ไดโอดเปล่งแสงแบบต่าง ๆ
1) ไดโอดเปล่งแสงแบบหลากสี
รูปที่ 2.37 การต่อไดโอดเปล่งแสงสองสี
42
ตารางที่ 2.4 การไบแอสไดโอดแบบสองสี
ไดโอดเปล่งแสง จุดตอ่ AC
+-
LED 1 ON OFF ON
LED 2 OFF ON ON
เขียว แดง เหลอื ง
สี
รปู ที่ 2.38 การตอ่ ไดโอดเปล่งแสงสามสี
ตารางที่ 2.5 การไบแอสไดโอดแบบสามสี สเี หลือง สเี ขยี ว
แสงสที เ่ี ปล่งออกมา สแี ดง สสี ม้ 9.5 mA 15 mA
กระแส LED 1 0 5 mA 3.5 mA
กระแส LED 2 10 mA 6.5 mA 0
43
2) ไดโอดเปล่งแสงแบบ 7 ส่วน
รปู ที่ 2.39 ไดโอดเปล่งแสงแบบ 7 ส่วน
(ก) คอมมอนแคโทด (ข) คอมมอนแอโนด
รปู ท่ี 2.40 โครงสรา้ งของไดโอดเปลง่ แสงแบบ 7 ส่วน
44
2.16 วาแรกเตอร์ไดโอด
ไดโอดวาแรกเตอร์ หรือวาริแคป เป็นไดโอดที่มีลักษณะพิเศษ คือ สามารถปรับค่าคาปาซิแตนซ์
เช่อื มตอ่ (Ct) ไดโ้ ดยการปรับค่า และจ่ายแรงดนั ไบอัสกลับ ไดโอดประเภทนม้ี ีโครงสร้างเหมือนกบั ไดโอดท่ัวไป
ขณะแรงดันไบอัสกลับ (Reverse Bias Voltage ; Vr) มีค่าต่ำ Depletion Region จะแคบลงทำให้ Ct ตรง
รอยต่อมีค่าสูง แต่ในทางตรงข้ามถ้าเราปรับ Vr ให้สูงขึน้ Depletion Region จะขยายกวา้ งข้นึ ทำให้ Ct มีค่า
ต่ำ จากลักษณะดงั กล่าว เราจงึ นำวาริแคปไปใชใ้ นวงจรปรบั ความถี่ เช่น วงจรจนู ความถี่อตั โนมัติ (Automatic
Fine Tunning ; AFC) และวงจรกรองความถี่ซึง่ ปรับชว่ งความถีไ่ ด้ตามต้องการ (Variable Bandpass Filter)
เป็นต้น
รปู ท่ี 2.41 วาแรกเตอร์ไดโอด
2.16.1 โครงสรา้ งและสัญลักษณ์ของวาแรกเตอร์ไดโอด
(ก) โครงสรา้ ง (ข) สัญลักษณ์
รปู ที่ 2.42 โครงสรา้ งและสญั ลักษณข์ องวาแรกเตอร์ไดโอด
45
2.16.2 หลกั การทำงานของวาแรกเตอรไ์ ดโอด
รูปที่ 2.43 หลกั การทำงานของวาแรกเตอร์ไดโอด
เมอ่ื จ่ายไบแอสกลับใหก้ บั ไดโอดมากข้ึน บริเวณปลอดภาหะจะขยายกวา้ งมากขึ้น ทำให้ความ
หนาหรือฉนวนไดอิเล็กตริกเปลี่ยนแปลง จากหลักการของตัวเก็บประจุ เมื่อระยะห่างระยะแผ่นเพลตมากขึ้น
จะทำใหค้ ่าความจุลดลง โดยคา่ ความจจุ ะมากขนึ้ หรอื นอ้ ยลง ข้นึ อย่กู ับ 3 ตวั แปร ดังสมการคือ
C= Ae
d
เม่อื A คอื พืน้ ท่ขี องแผ่นตวั นำท้ังสอง
e คอื คา่ คงท่ีของฉนวนหรือไดอเิ ลก็ ตริก
D คือระยะห่างระหวา่ งแผน่ ตัวนำท้งั สอง
46
2.16.3 กราฟลักษณะสมบตั ิของวาแรกเตอรไ์ ดโอด
รปู ท่ี 2.44 กราฟลักษณะสมบัติของวาแรกเตอรไ์ ดโอด
2.16.4 การนำวาแรกเตอร์ไดโอดไปใชง้ าน
วาแรกเตอรน์ ำไปใช้งานในวงจรจูนความถ่ี โดยวาริแคปหรือวาแรกเตอร์ จะใชแ้ ทนตัวเก็บ
ประจุปรบั คา่ ได้ เพ่ือเปล่ียนแปลงความถี่ในวงจรเรโซแนนซ์ ดังสมการคือ
f= 1
2p LC
รปู ท่ี 2.45 การนำวาแรกเตอรไ์ ดโอดไปใช้งาน
47
2.17 โฟโตไดโอด
โฟโตไดโอด เป็นไดโอดที่อาศัยแสงจากภายนอกผ่านเลนซ์ ซึ่งฝังตัวอยู่ระหว่างรอยต่อ p-n เพ่ือ
กระตุ้นให้ไดโอดทำงาน การต่อโฟโตไดโอดเพื่อใช้งานจะเป็นแบบไบอัสกลับ ทั้งนี้เพราะไม่ต้องการให้โฟโต
ไดโอดทำงานในทันทีทันใด แต่ต้องการให้ไดโอดทำงานเฉพาะเมื่อมีปริมาณแสงสว่างมากพอตามที่กำหนด
เสียกอ่ น กลา่ วคอื เมื่อเลนซ์ของโฟโตไดโอดไดร้ บั แสงสวา่ งจะเกิดกระแสร่ัวไหล ปริมาณกระแสรัว่ ไหลนเี้ พ่ิมข้ึน
ตามความเข้มของแสง
รปู ท่ี 2.46 โฟโตไดโอด
2.17.1 โครงสร้างและสัญลักษณข์ องโฟโตไดโอด
รปู ที่ 2.47 โครงสรา้ งและสญั ลักษณข์ องโฟโตไดโอด
2.17.2 การทำงานของโฟโตไดโอด
รปู ที่ 2.48 การไบแอสโฟโตไดโอดและกราฟลักษณะสมบัติ
48
2.18 ทลั เนลไดโอด
ทันเนลไดโอด (tunnel diode) ต่างจากไดโอดธรรมดาตรงท่ลี กั ษณะสมบัติแรงดันและกระแสบางช่วง
เป็นแบบต้านทานลบ กล่าวคอื เมือ่ เพิ่มแรงดนั เกดิ ค่าคา่ หนงึ่ แทนท่ีกระแสจะสูงข้ึนกลับลดลง
รปู ท่ี 2.49 ทลั เนลไดโอด
2.18.1 โครงสร้างของทัลเนลไดโอด
(ก) กราฟลักษณะสมบัตขิ องทนั เนลไดโอด (ข) สัญลักษณ์ของทันเนลไดโอด
รปู ที่ 2.50 กราฟลักษณะสมบัติและสญั ลักษณ์ของทันเนลไดโอด
49
2.18.2 การนำทลั เนลไดโอดไปใช้งาน
รูปที่ 2.51 วงจรผลิตความถ่โี ดยใชท้ นั เนลไดโอด
รูปที่ 2.52 วงจรไมโครโฟนไร้สายผลติ ความถ่ีโดยใชท้ นั เนลไดโอด
ไดโอดชนิดพิเศษที่กล่าวมาในข้างต้น ได้แก่ ไดโอดเปล่งแสงใช้ในการแสดงผลต่าง ๆ วาแรกเตอร์
ไดโอดเปลี่ยนค่าความจุเมื่อไบแอสกลับ โฟโตไดโอดใช้ตรวจจับแสง และทัลเนลไดโอด ใช้ในวงจรผลิตความถี่
เป็นต้น ดังนั้นในการนำไดโอดเหล่านี้ไปใช้งาน ต้องเข้าใจลักษณะสมบัติของไดโอดแต่ละแบบ เพื่อให้สามารถ
ใชง้ านไดอ้ ยา่ งมีประสทิ ธิภาพ
50
แบบทดสอบหลังเรียน
ความรูเ้ บอื้ งต้นเกยี่ วกับสารกง่ึ ตวั นำและไดโอด
คำสง่ั จงเลอื กทำเคร่ืองหมาย x ลงบนตวั เลอื กท่ีถกู ต้องทีส่ ุดเพยี งคำตอบเดยี ว
1. วสั ดทุ ี่เปน็ สารกึง่ ตวั นำมีอิเล็กตรอนวงนอกสดุ ก่ีตวั
ก. 2 ตวั
ข. 3 ตวั
ค. 4 ตวั
ง. 5 ตวั
2. จากรูปเป็นวงจรตดั สญั ญาณในข้อใด
ก. แบบผสม
ข. แบบอนกุ รม
ค. แบบขนาน
ง. แบบมี R ต่อรว่ ม
3. อะตอมประกอบดว้ ยอะไรบา้ ง
ก. นวิ เคลยี ส อเิ ล็กตรอน นิวตรอน
ข. โปรตอน นวิ ตรอน อเิ ลก็ ตรอน
ค. โปรตอน นิวเคลียส อเิ ลก็ ตรอน
ง. นวิ เคลียส นวิ ตรอน โปรตอน
4. วงจรปรับระดับสัญญาณนำไปใชใ้ นงานในข้อใด
ก. ปรับระดบั เสียง
ข. ปรับค่าความต้านทาน
ค. ปรบั ระดับสญั ญาณอินพตุ
ง. ปรับระดับสัญญาณเอาต์พุต
51
5. ข้อใดคือหลกั การโดปสาร
ก. การเติมอะตอมของสารกึ่งตัวนำบรสิ ทุ ธิล์ งในสารกงึ่ ตวั นำไมบ่ รสิ ทุ ธิ์
ข. การเตมิ อะตอมของสารเจือปนลงในสารเจอื ปน
ค. การเติมอะตอมของทองแดงลงในเงิน
ง. การเติมอะตอมของสารเจือปนลงในสารกง่ึ ตัวนำบริสทุ ธิ์
6. ขอ้ ใดคือหนา้ ทว่ี งจรทวีแรงดนั
ก. วงจรกำเนิดไฟ DC ได้แรงดนั สูงจ่ายกระแสต่ำ โดยใชไ้ ดโอดและตัวตา้ นทาน
ข. วงจรกำเนิดไฟ DC ได้แรงดนั สงู จา่ ยกระแสต่ำ โดยใช้ไดโอดและตัวเก็บประจุ
ค. วงจรกำเนิดไฟ DC ได้แรงดันสูงจา่ ยกระแสต่ำ โดยใชต้ วั ต้านทานและตวั เก็บประจุ
ง. วงจรกำเนิดไฟ DC ไดแ้ รงดันสูงจา่ ยกระแสต่ำ โดยใชท้ รายซิสเตอร์และไดโอด
7. ขอ้ ใดคือประจพุ าหะข้างมากในสารกึ่งตวั นำชนิดเอ็น
ก. อเิ ล็กตรอน
ข. โปรตอน
ค. โฮล
ง. นิวตรอน
8. จากรปู ถ้าปอ้ น Vin=12V , Voutจะเท่ากบั ข้อใด
+ Vout = 3Vin -
C1 C3
10µ
Vin D2 D1 D3
C2
10µ
Voltage Tripler
ก. 12 V
ข. 24 V
ค. 36 V
ง. 48 V
9. จากข้อ 8 จัดเป็นวงจรในข้อใด
ก. วงจรทวีแรงดัน 2 เท่า
ข. วงจรทวีแรงดนั 3 เทา่
ค. วงจรทวีแรงดัน 4 เท่า
ง. วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น
52
10. พ้นื ทบ่ี ริเวณปลอดพาหะ รอยตอ่ พีเอน็ จะขยายกว้างท่ีสดุ เม่ือ
ก. ไดโอดมีกระแสไหลมากทส่ี ุด
ข. กระแสรวั่ ไหลมีค่าต่ำ
ค. รอยต่อพเี อ็นไดร้ บั ไบแอสตรง
ง. รอยตอ่ พีเอน็ ไดร้ บั ไบแอสกลับ
11. ข้อใดคือโครงสรา้ งของไดโอดสารกึ่งตวั นำ
ก.
ข.
ค.
ง.
12. ขอ้ ใดคือคา่ แรงดันซีเนอร์ไดโอด
ก. vcc
ข. vDC
ค. vT
ง. vz
13. ไดโอดในอดุ มคตเิ ปรยี บเสมือนอปุ กรณใ์ นข้อใด
ก. ตวั ต้านทาน
ข. ฟวิ ส์
ค. ซิลกิ อนบริสุทธ์ิ
ง. สวติ ช์
53
14. ถ้าตอ้ งการซีเนอรไ์ ดโอด 9.1V ขนาด 0.5W จะต้องเลือกใชซ้ เี นอร์ไดโอดเบอร์ใด
ก. 1N5239
ข. 1N4001
ค. 1N5238
ง. 1N4739
15. ไดโอดในทางปฏิบัติจะนำกระแสเม่ือใด
ก. แรงดันตกคร่อมไดโอดมากกว่าแรงดนั เสมือน
ข. ไดโอดต้องได้รบั ไบแอสกลับเท่านน้ั
ค. แรงดันตกคร่อมไดโอดต้องมากกวา่ 10V
ง. แรงดันตกคร่อมไดโอดต้องมากกว่า 50V
16. จากวงจรกำหนดให้ RS= 560 Ω , VZT=5.1 V, IZT= 48 mA , IZK= 1 mA, IZM= 177 mA และคา่ rZ=
7 Ω จงคำนวณหาค่าแรงดันเอาท์พุต
ก. 4.764 V
ข. 6.422 V
ค. 5.324 V
ง. 4.325 V
17. จากขอ้ 16 จงคำนวณหาคา่ แรงดนั อนิ พตุ ตำ่ สุด
ก. 4.764 V
ข. 6.422 V
ค. 5.324 V
ง. 4.325 V
18. เมอื่ ไดโอดไดร้ ับไบแอสกลับ บริเวณปลอดพาหะจะเป็นอยา่ งไร
ก. แคบลงเรื่อย ๆ ตามแรงดันไบแอสกลับ
ข. ไมแ่ น่นอน
ค. ขยายกว้างขน้ึ
ง. ขึน้ แคบลงจนเกือบเป็นศนู ย์
54
19. ไดโอดเบอร์ 1N4001 บอกพิกัดคือ IF =1A , VRRM =50V , VRMS = 35V อยากทราบว่าไดโอดตัวนี้ทนกระแส
สูงสุดเท่าไร
ก. 1 A
ข. 3 A
ค. 35 A
ง. 50 A
20. ข้อใดคือวัสดทุ ี่ใชผ้ ลิตสารกึ่งตวั นำชนิดพเี อน็ ไดโอดแปล่งแสงสแี ดง
ก. ซิลิกอนคาร์ไบด์
ข. เจอรเ์ มเนียม
ค. แกลเลยี ม อาเซไนด์ ฟอสไฟด์
ง. ฟอสฟอรสั
21. ไดโอดในข้อใดใชง้ านไดไ้ ม่มอี าการเสีย
ก.
ข.
ค.
ง.
55
22. ไดโอดแปลงแสงแบบ 7 สว่ น (7-segment) ทแี่ สดงลดังรปู มไดโอดตวั ใดทำงาน
ก. b และ c
ข. a และ c
ค. a และ b
ง. g และ f
23. จากรปู ภาพ วงจรเรยี งกระแสแบบครึ่งคล่ืนจะยอมใหส้ ัญญาณแรงดันในแตล่ ะไซเกิลผา่ นไดอ้ ย่างไร
ก. ไม่ให้ผา่ น
ข. ผ่านไดเ้ ฉพาะคล่ืนซีกบวก
ค. ผา่ นไดเ้ ฉพาะคลน่ื ซีกลบ
ง. ผา่ นได้สองซกี ทัง้ ซีกบวกและซกี ลบ
24. การปรับคา่ ความจขุ องวาแรกเตอร์ไดโอดทำได้โดยวธิ ใี ด
ก. การไบแอสตรงหรอื ไบแอสกลับก็ได้
ข. การลดพน้ื ท่ีของแผ่นตัวนำทง้ั สอง
ค. การไบแอสตรง
ง. การไบแอสกลบั
56
25. จากรปู ภาพ วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลนื่ จะลักษณะสญั ญานแบบใดเมือ่ สัญญาณผ่านวงจรแล้ว
ก.
ข.
ค.
ง.
26. จากคณุ สมบตั แิ ละลักษณะของวาแรกเตอร์ไดโอด นยิ มนำไปใช้กบั วงจรใด
ก. วงจรทวแี รงดัน
ข. วงจรชาร์จแบตเตอรี่
ค. วงจรจูนความถี่อัตโนมตั ิ
ง. วงจรเรยี งกระแสแบบเต็มคล่นื
27. ขอ้ ใดค่าของ Vdc ของวงจรเรียงกระแสต่อไปนี้
ก. 2.6V
ข. 3.6V
ค. 4.8V
ง. 5.2V
57
28. การนำโฟโตไดโอดไปใชง้ านต้องไบแอสแบบใด
ก. การไบแอสกลับ
ข. การไบแอสขึ้นอยกู่ ับเบอร์ของโฟโตไดโอด
ค. การไบแอสตรงหรือไบแอสกลับก็ได้ตรง
ง. การไบแอส
29. ขอ้ ใดค่าของ Vdc ของวงจรเรียงกระแสต่อไปนี้
ก. 17.5V
ข. 16.2V
ค. 18.4V
ง. 25.45V
30. การนำทันเนลไดโอดไปใชง้ านตอ้ งไบแอสแบบใด
ก. การไบแอสกลับ
ข. การไบแอสขนึ้ อย่กู ับเบอร์ของทันเนลไดโอด
ค. การไบแอสตรง
ง. การไบแอสตรงหรอื ไบแอสกลับกไ็ ด้