ไดแอก (DIAC) ไทรแอก (TRIAC)

ไดแอก (DIAC) ไทรแอก (TRIAC)
ไดแอก (DIAC) หรือ “ DIODE-AC ” เป็นอุปกรณ์จุดชนวนไทรแอกลักษณะโครงสร้างจะเป็นสาร P-N 3 ชั้น รอยต่อเหมือนกับทรานซิสเตอร์ ไดแอกทำหน้าที่ป้องกันการกระโชกของแรงดันไฟสลับที่อาจทำให้ไทรแอกชำรุดเสียหายและทำหน้าที่ควบคุมเฟสกำหนดเวลาเริ่มทำงานของของไทรแอก เมื่อนำทั้งหมดมาประกอบเป็นวงจร สามารถทำให้วงจรทำงานหรือหยุดทำงานได้ตามการควบคุมของไดแอก เช่น วงจรปรับระดับความร้อนของเครื่องทำน้ำอุ่น วงจรหรี่ไฟแสงสว่าง วงจรปรับความเร็วมอเตอร์ ฯลฯ
ไทรแอก (TRIAC) เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำประเภทไทริสเตอร์ ถูกพัฒนาขึ้นมาให้ใช้งานได้กับไฟสลับเพื่อแก้ข้อบกพร่องของ เอสซีอาร์ ไทรแอกนำกระแสได้สองทิศทาง โดยทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ มีคุณสมบัติเป็นสวิตซ์ที่ดีกว่าสวิตซ์ธรรมดาหลายประการ คือ ทำงานได้เร็ว ควบคุมการทำงานง่ายไม่มีหน้าสัมผัสจึงไม่เกิดประกายไฟ โครงสร้างไทรแอกเหมือนการรวม เอสซีอาร์สองตัวไว้ด้วยกัน การทำงานของไทรแอกต้องเลือกสภาวะการทำงานของไทรแอก โดยเลือกใช้สภาวะกระแสแอโนดกับกระแสเกตเสริมกัน การทำให้ไทรแอกนำกระแสทำได้คล้ายกันกับ เอสซีอาร์โครงสร้างและ
การทำงานของไดแอก
การทำงานของไดแอกนั้นจะอาศัยช่วงแรงดันพังทลาย ( Break Over Voltage ) เป็นส่วนของการทำงาน เมื่อป้อนแรงดันบวก ( + ) เข้าที่ขา A1 ละแรงดันลบ (-) เข้าที่ขา A2 รอยต่อN และ P ตรงบริเวณ A1 จะอยู่ในลักษณะไบอัสกลับ จึงไม่มีกระแสไหลจาก A1 ไปยัง A2 ได้ เมื่อเพิ่มแรงดันไบอัสดังกล่าวสูงขึ้นเรื่อยๆ จนถึงค่าแรงดันค่าหนึ่งจะทำให้กระแสสามารถไหลทะลุผ่านรอยต่อ N-P มาได้ ส่วนรอยต่อตรง A2 นั้นอยู่ในสภาวะไบอัสตรงอยู่แล้ว ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่านไดแอกนี้จึงเสมือนกับเป็นกระแสที่เกิดจากการพังทลายของไดโอดและถ้าหากไม่มีการจำกัดกระแสแล้วแอกก็สามารถพังได้เช่นกัน ถ้าเราสลับขั้วศักย์แรงดัน A1 และ A2 การทำงานของไดแอกก็จะเป็นเช่นเดียวกับกรณีดังกล่าวที่ผ่านมา เขียนเป็นกราฟแสดงความสัมพันธ์ของแรงดันตกคร่อมตัวไดแอก และกระแสที่ไหลผ่านไดแอกได้ ดังรูปที่ 2



รูปที่ 2 กราฟแสดงลักษณะสมบัติของไดแอก

จากกราฟ เมื่อไดแอกนำกระแสแรงดันตกคร่อมตัวไดแอกจะลดค่าลงอีกเล็กน้อย โดยปกติจะลดลงจากค่าแรงดันพังประมาณ 5 โวลต์ จากลักษณะสมบัติของไดแอก จึงเห็นได้ว่าไดแอกเหมาะสมที่จะนำไปใช้เป็นตัวป้อนกระแสจุดชนวนให้กับอุปกรณ์ไทรแอก เพราะนำกระแสได้ 2 ด้าน
การวัดและทดสอบไดแอกด้วยโอห์มมิเตอร์
การวัดหาขาของไดแอก พิจารณาได้จากโครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดแอก ดังรูปที่ 3



รูปที่ 3 แสดงค่าความต้านทานระหว่างขาของไดแอก

ตั้งโอห์มมิเตอร์ที่ย่านวัด R x 10
กรณีที่ 1 เอาสายมิเตอร์ศักย์ไฟบวกจับที่ขา A1 สายมิเตอร์ศักย์ไฟลบจับที่ขา A2 เข็มจะชี้ที่ตำแหน่ง
กรณีที่ 2 ทำการกลับขั้ว ผลที่ได้จะเป็น แสดงว่าไดแอกมีสภาพดี
โครงสร้างและสัญลักษณ์ของไทรแอก
ไทรแอกเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีขั้วต่อ 3 ขั้ว มีชื่อเรียกว่า A2 (แอโนด 2) , A1 (แอโนด1) และ G (เกต) ไทรแอก (Triac) จะเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้ายๆ กับสวิตช์ไฟฟ้าสำหรับกระแสสลับ แต่มีข้อดีกว่าสวิตช์ธรรมดา คือการเปิด – ปิดวงจรของไทรแอกเร็วกว่าสวิตช์ธรรมดาหลายเท่า จึงทำให้สามารถควบคุมกำลังงานได้ มีลักษณะโครงสร้างดังรูปที่ 1



รูปที่ 1 แสดงโครงสร้าง สัญลักษณ์ และวงจรเปรียบเทียบระหว่างไทรแอกกับเอสซีอาร์




คุณสมบัติของไทรแอก
คุณสมบัติของไทรแอกนั้นมีคุณสมบัติคล้ายกับเอสซีอาร์ตรงที่เมื่อนำกระแสแล้วก็จะนำกระแสตลอดไปเช่นกัน แต่ไทรแอกนั้นมีข้อแตกต่างตรงที่สามารถนำกระแสได้ 2 ทิศทาง ไม่ว่าจะเป็นการไหลของกระแสจาก A1 มายัง A2 หรือกระแสไหลจากไหลจาก A2 มายัง A1 ดังนั้นจึงนิยมใช้ไทรแอกในงานควบคุมกำลังไฟฟ้าที่ต้องการใช้งานทั้งไซเกิลบวกและลบ (ไฟสลับ)
จากคุณสมบัติที่กล่าวมาในเรื่องของการนำกระแสนั้น เราจึงสามารถแบ่งการทำงานของไทรแอก ออกเป็น 4 แบบหรือ 4 ควอทเดรนท์ ( Quadrant ) ดังรูปที่ 2


วิธีการตรวจสอบและการหาขาของไทรแอกด้วยโอห์มมิเตอร์
ให้พิจารณาจากโครงสร้างพร้อมกับตารางค่าความต้านทานประกอบและปฏิบัติดังนี้
1. ทำการสมมุติขาของไทรแอก เป็นขา A, B และ C หรือขาที่ 1, 2 และ 3 ดังรูปที่ 4
2. นำสายวัดของโอห์มมิเตอร์ทำการวัดที่ขาของไทรแอกเป็นคู่ๆ ดังตารางที่ 1
ผลจากตารางแสดงค่าความต้านทาน พอสรุปได้ดังนี้
1. การวัดไทรแอกทั้งหมด 6 ครั้ง จำนวน 3 คู่ เราสามารถอ่านค่าความต้านทานได้ 2 ครั้งหรือที่เรียกว่า “ วัด 6 ครั้ง เข็มขึ้น 2 ครั้ง ”
2. ขั้วขาที่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับค่าความต้านทานทั้ง 2 ครั้ง ดังกล่าวจะเป็นขาแอโนด 2 หรือ ขา A2
3. คู่ขาที่ 2 ในการวัดนั้นจะมีค่าความต้านทานที่ใกล้เคียงกันหรือเท่าเทียมกัน เราไม่สามารถบอกได้ว่า ขาใดเป็นขา A1 หรือขา G ดังนั้นเราจึงต้องทำการตรวจสอบในลำดับขั้นต่อไป
4. ให้สมมุติว่าขาใดขาหนึ่งเป็นขาเกต (G) แล้วทำการจุดชนวนโดยใช้ไฟจากขาแอโนด 2 (A2) เข็มมิเตอร์จะชี้ที่ค่าความต้านทานประมาณ 15 โอห์ม ต่อจากนั้นให้สลับขาที่เหลือเป็นขาเกต แล้วทำการจุดชนวนโดยใช้ไฟจากขาแอโนด 2 เข็มมิเตอร์จะชี้ที่ค่าความต้านทานประมาณ 20 โอห์ม จากการวัดจะสังเกตได้ว่าเมื่อทำการจุดชนวนที่ขาเกตได้ค่าความต้านทานต่ำกว่าการจุดชนวนที่ขาแอโนด 1 (A1)

(SCR) Silicon Control Rectifier เอส.ซี.อาร์.

(SCR) Silicon Control Rectifier เอส.ซี.อาร์.

โครงสร้างและสัญลักษณ์ SCR
SCR เป็นอุปกรณ์ประเภทสารกึ่งตัวนำโดยมีโครงสร้างภายในประกอบด้วยชั้นของสารกึ่งตัวนำ 4 ชั้น ซึ่งได้รับการโดป (Dope) ในปริมาณที่แตกต่างกัน และมีขั้วต่อใช้งาน 3 ขั้ว ได่แก่ อาโนด (A) คาโธด (K) และเกท (G) ดังแสดงในรูป


เอสซีอาร์เป็นอุปกรณ์ที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้ทำหน้าที่เป็นโซลิดสเตตสวิตช์ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการควบคุมการจ่ายกำลังไฟให้แก่อุปกรณ์หรือวงจร เอสซีอาร์ เป็นอุปกรณ์ที่นำกระแสได้ทิศทางเดียว ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด Pและ N วางซ้อนกัน 4 ชั้น ทำให้เกิดรอยต่อ 3 รอยต่อ เราเรียกอุปกรณ์พวกนี้ว่า ว่าไทริสเตอร์ (thyristor)

แสดงรูปของเอสซีอาร์




โครงสร้างของและสัญลักษณ์ของเอสซีอาร์





การทำงานของเอสซีอาร์



การเปิดเอสซีอาร์ให้นำกระแสนั้น ทำได้โดยการป้อนแรงดันไฟฟ้าบวกที่ขั้วเกตที่เรียกว่าจุดชนวนเกตหรือสัญญาณทริกเกอร์ (Trigerred)ดังรูป
เมื่อกดสวิตช์ เอสซีอาร์นำกระแส





การหยุดการทำงานของเอสซีอาร์



การหยุดการทำงานของเอสซีอาร์นี้จะทำได้เพียงทางเดียวเท่านั้น คือลดค่ากระแสที่ไหลผ่านแอโนดลง จนต่ำกว่าค่าที่เรียกว่า กระแสโฮลดิ้ง (holding current) หรือเรียกว่า Ih และในกรณีที่เอสซีอาร์ถูกใช้งานโดยการป้อนกระแสสลับผ่านตัวมัน การหยุดทำงานของมันจะเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ เมื่อค่าแรงดันไฟสลับที่ให้นั้นใกล้กับจุดที่เรียกว่า "จุดตัดศูนย์" (Zero-crossing point) ซึ่งจะเกิดขึ้นทุก ๆ ครึ่งคาบเวลาของสัญญาณไฟสลับที่ให้แก่วงจรนั้น
การนำ SCR ไปใช้งาน
SCR ถูกนำไปใช้มากในงานจำพวกไฟฟ้ากำลัง เช่น วงจรควบคุมความสว่าง วงจรควบคุมความเร็วของมอเตอร์ วงจรควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ ระบบควบคุมอุณหภูมิ และวงจรรักษาระดับกำลัง เป็นต้น จากกราฟแสดงคุณลักษณะของ SCR ในรูป จะเห็นว่า SCR นำกระแสในทิศทางตรงเท่านั้น (Forward Direction) ด้วยเหตุผลนี้จึงจัดให้ SCR เป็นอุปกรณ์จำพวก นำกระแสในทิศทางเดียว (Unidirectional Device ) ซึ่งหมายความว่า ถ้าป้อนสัญญาณไฟฟ้า กระแสสลับผ่าน SCR ขาเกทของ SCR จะตอบสนองสัญญาณ และกระตุ้นให้ SCR ทำงานเฉพาะครึ่งบวกของสัญญาณที่จะทำให้อาโนดเป็นบวกเมื่อเทียบกับคาโธดเท่านั้น
ตัวอย่างในรูป แสดงการนำ SCR ไปใช้วงจรควบคุมความสว่าง โดยเมื่อสวิตซ์ ON/OFF เปิดวงจร และเนื่องจากไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลไปยังขาเกทจึงทำให้ SCR อยู่ในสภาวะ OFF หลอดไฟจึงยังไม่สว่าง แต่เมื่อสวิตซ์ ON/OFF ปิดวงจรจะทำให้ไดโอด D1 ผ่านส่วนที่เป็นแรงดันไฟฟ้าบวกไปยังขาเกทของ SCR ทุกครั้งที่สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับอยู่ในช่วงครึ่งบวกปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน SCR จะถูกควบคุมโดยตัวต้านทานควบคุมความสว่าง (R1 ) พิจารณารูปคลื่นสัญญาณที่ขยายให้เห็นในรูปที่ 13-5 จะเห็นว่าเมื่อค่าวความต้านทานของ R1 เท่ากับ 0 (ไม่มีการลดความสว่าง) จะทำให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลไปยังขาเกทมีปริมาณสูงสุด ดังนั้น SCR จึงอยู่ในสภาวะ ON แบบเต็มครึ่งบวกของสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่จ่ายเข้ามา และกำลังงานเฉลี่ยที่ส่งไปยังหลอดไฟจะมีค่าสูง แต่ถ้าค่าความต้านทานของ R1 เพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ขาเกทของ SCR อยู่ในสภาวะ ON ไม่เต็มครึ่งส่วนของสัญญาณที่เป็นบวก ดังนั้นกำลังงานเฉลี่ยที่ส่งไปให้หลอดไฟจึงมีค่าลดลง
จากตัวอย่างที่อธิบายไปแล้วเป็นการใช้งาน SCR ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ต่อไปจะพิจารณาการใช้งาน SCR ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง (DC) รูปแสดงระบบสัญญาณเตือนภัยในรถยนต์ เมื่อปิดสวิตซ์อาร์มและสวิตซ์รีเซ็ท ระบบสัญญาณเตือนภัยจะคอยรับสัญญาณจากสวิตซ์ตรวจจับทั้ง 4 ส่วนได้แก่ บริเวณประตู ระบบเครื่องเสียง ฝาปิดเครื่องยนต์ และฝาประโปรงหลัง จากนั้นจึงส่งสัญญาณไปกระตุ้นการทำงานของอุปกรณ์เตือนภัยให้ทำงาน ตัวอย่างในรูปแสดงวงจรการทำงานของระบบเตือนภัยเมื่อเปิดประตูรถยนต์

การเปิดประตูรถยนต์จะทำให้ตัวเก็บประจุ C1 ได้รับการชาร์จประจุผ่านทางไดโอด D และตัวต้านทาน R1 หลังจากช่วงเวลาหนึ่งผ่านไปจะทำให้ประจุไฟฟ้าที่ชาร์จเข้าไปใน C1 มีปริมาณเพียงพอที่จะทำให้ Q1 ทำงาน (ON) และเมื่อ Q1 ทำงาน ก็จะผ่านศักย์ไฟฟ้าบวกที่ขั้วคอลเลคเตอร์ซึ่งมาจากแบตเตอรี่ไปยังขั้วอิมิตเตอร์ และผ่านต่อไปยังขาเกทของ SCR เมื่อขาเกทได้รับการกระตุ้นจากศักย์ไฟฟ้าบวกก็จะทำให้ SCR ปิดวงจร (ON) และกระตุ้นอุปกรณ์เตือนภัยให้ทำงาน

ไอซี 555

ไอซี 555
ไอซี 555 มีโหมดการทำงาน 3 โหมด ดังนี้
โมโนสเตเบิล (Monostable) ในโหมดนี้ การทำงานของ 555 จะเป็นแบบซิงเกิ้ลช็อต หรือวันช็อต (one-shot) โดยการสร้างสัญญาณครั้งเดียว ประยุกต์การใช้งานสำหรับการนับเวลา การตรวจสอบพัลส์ สวิตช์สัมผัส ฯลฯ
อะสเตเบิล (Astable) ในโหมดนี้ การทำงานจะเป็นออสซิลเลเตอร์ การใช้งาน ได้แก่ ทำไฟกระพริบ, กำเนิดพัลส์, กำเนิดเสียง, เตือนภัย ฯลฯ
ไบสเตเบิล (Bistable) ในโหมดนี้ ไอซี 555 สามารถทำงานเป็นฟลิปฟล็อป (flip-flop) ถ้าไม่ต่อขา DIS และไม่ใช้คาปาซิเตอร์ ใช้เป็นสวิตช์ bouncefree latched switches เป็นต้น
การใช้งาน
ขาของไอซีแต่ละขา มีหน้าที่ดังต่อไปนี้
ขา ชื่อ หน้าที่
1 GND กราวด์ หรือ คอมมอนส์
2 TR พัลส์สั้นกระตุ้นทริกเกอร์เพื่อเริ่มนับเวลา
3 Q ช่วงการนับเวลา เอาต์พุตจะอยู่ที่ +VCC

4 R ช่วงเวลานับ อาจหยุดโดยการใช้พัลส์รีเซ็ต
5 CV แรงดันควบคุมยอมให้เข้าถึงตัวหารแรงดันภายใน (2/3 VCC)
6 THR เทรสโฮลด์ที่จุดช่วงเวลานับ
7 DIS เชื่อมต่อกับคาปาซิเตอร์ตัวหนึ่ง ซึ่งเวลาคายประจุของมันจะมีผลต่อช่วงเวลาการนับ
8 V+, VCC แรงดันจ่ายไฟบวก ซึ่งต้องอยู่ในช่วง +5 ถึง + 15 V
เมื่อใช้คาปาซิเตอร์ และรีซิสเตอร์มาต่อร่วม จะสามารถปรับช่วงการตั้งเวลา (นั่นคือ ช่วงเวลาที่เอาต์พุตมีค่าต่ำ) ตามความต้องการใช้งานได้
สำหรับการเชื่อมต่อเป็นดังนี้


ข้อมูลจำเพาะ
ข้อมูลจำเพาะต่อไปนี้เป็นของรุ่น NE555 สำหรับไอซีไทเมอร์ 555 รุ่นอื่นๆ อาจมีข้อมูลจำเพาะที่แตกต่างออกไป ขึ้นกับเกรดการใช้งาน เช่น เกรดกองทัพ หรือทางการแพทย์ เป็นต้น)
แรงดันจ่าย (VCC) 4.5 to 15 V
กระแสจ่ายต่ำสุด (VCC = +5 V) 3 to 6 mA
กระแสจ่ายสูงสุด (VCC = +15 V) 10 to 15 mA
กระแสขาออก (สูงสุด) 200 mA
กำลังไฟฟ้า 600 mW
อุณหภูมิการทำงาน 0 to 70° C
แรงดันจ่าย (VCC) 4.5 to 15 V
กระแสจ่ายต่ำสุด (VCC = +5 V) 3 to 6 mA
กระแสจ่ายสูงสุด (VCC = +15 V) 10 to 15 mA
กระแสขาออก (สูงสุด) 200 mA
กำลังไฟฟ้า 600 mW
อุณหภูมิการทำงาน 0 to 70° C

UJT

UJT
โครงสร้างและสัญลักษณ์ของยูเจที
ยูเจที (UJT) ย่อมาจาก” ยูนิจังชั่น ทรานซิสเตอร์ Unijunction Transistor” เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีโครงสร้างเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N แท่งหนึ่งแล้วทำการต่อขั้วเข้าที่ปลายของสารกึ่งตัวนำนั้น จากนั้นนำแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด P มาต่อให้เกิดรอยต่อที่บริเวณตรงกลางแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด N ค่อนไปทางด้านบนเล็กน้อย ดังรูปที่ 1 ตรงรอยต่อสารกึ่งตัวนำชนิด N และสารกึ่งตัวนำชนิด P จะเสมือนกับเป็นไดโอดตัวหนึ่งและต่อขาออกจากปลายทั้งสามดังรูปที่ 1 โดยขาที่ต่อออกจากสารกึ่งตัวนำชนิด P จะเป็นขาอิมิตเตอร์ ส่วนขาที่ต่อออกจากแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด N ที่ใกล้กับสารกึ่งตัวนำชนิด P เรียกว่าขา B1 และขา B2



UJT ทำหน้าที่ให้ความช่วยเหลือในการทำงานของอุปกรณ์และวงจรต่าง ๆ UJT เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิด 2 ตอน คือสารชนิด P และสารชนิด N คล้ายไดโอด แต่มีขาต่ออกมาใช้งาน 3 ขา UJT ไม่จัดอยู่ในอุปกรณ์กึ่งตัวนำจำพวกไธริสเตอร์ เพราะโครงสร้างไม่ได้ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำ 4 ตอน UJT มักถูกเรียกว่าไดโอดชนิดเบสคู่ โดยมีขาเบสต่ออกมาใช้งาน 2 ขา และขาอิมิเตอร์ 1 ขา


คุณสมบัติ เมื่อปรับตัวต้านทานให้เพิ่มแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะมีกระแสรั่วไหลเพียงเล็กน้อย เมื่อแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นถึง VP จะทำให้ไดโอดได้รับไบอัสตรงจะทำให้มีกระแสไหลจากขา E ไปยังขา B1 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และในขณะเดียวกันแรงดันที่ขาอิมิตเตอร์ (VE) จะมีค่าลดลงอย่างรวดเร็วแรงดันนี้จะลดลงเรื่อยๆ จนถึงค่าต่ำสุด (VV) จากนั้นถ้าเพิ่มแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจนถึงจุดอิ่มตัว (VE(sat)) และถ้าเพิ่มแรงดันสูงขึ้นอีกก็จะทำให้ยูเจทีพังทลายได้ ในทำนองเดียวกันถ้าให้แรงดัน VE มีค่าน้อยกว่าแรงดันที่จุดต่อ RB1และ RB2 ก็จะทำให้ยูเจทีไม่มีกระแสไหลอีกเช่นเคย


การวัด UJT

ตั้งโอห์มมิเตอร์ R x 100 วัดสองขาของ UJT คู่ใดคู่หนึ่ง
ปรากฎว่า วัดกลับไปกลับมาขึ้นทั้งสองครั้ง
ตัวอย่าง
ขา (2 - 3) เป็นขา B2 หรือ B1 ขาที่เหลือจะเป็นขา E
นำสายมิเตอร์สีดำ (ไฟ +) จับขา 1 ขา E เป็นหลัก เพื่อหาขา B2 กับ B1 (Forward Bias)
(ขา E กับ B2) ความต้านทานจะน้อยกว่าขา B1
(ขา E กับ B1) ความต้านทานจะมากกว่าขา B2
ถ้าใช้สายมิเตอร์สีแดง (ไฟ -) วัดขา E กับ B2 , B1 ลักษณะ Reverse Bias เข็มจะไม่ขึ้น เหมือนกับการวัด DIODE ถ้าเข็มขึ้น แสดงว่า UJT ลีค เสีย
ถ้าวัดทุกขาของ UJT ไม่ขึ้นเลยแสดงว่า UJT เสีย

การจ่ายไบอัส UJT
การจ่ายไบอัสให้ UJT ทำงาน ต้องจ่ายให้ถูกต้องตามที่ UJT ต้องการ คือจ่ายแรงดันบวกให้ขา B2 จ่ายแรงดันลบให้ขา B1 ส่วนขา E ต้องจ่ายแรงดันเป็นบวกให้เทียบกับขา B1 ลักษณะวงจรการจ่ายไบอัส แสดงดังรูป

จากรูป เป็นวงจรไบอัสเบื้องต้นของ UJT มีแรงดันแหล่งจ่าย VBB จ่ายให้ขา B2 และขา B1 โดยจ่ายศักย์บวกให้ขา B2 เทียบกับขา B1 ส่วนที่ขา E มีแหล่งจ่ายแรงดัน VEE จ่ายผ่าน RE ไปให้ขา E และขา B1 เกิดศักย์ตกคร่อม VE เป็นแรงดัน ที่ขา E และขา B1 ศักย์ VE ที่ ขา E เป็นบวก ที่ขา B1 เป็นลบ

ไบอัสที่จ่ายให้ดังกล่าวถึงแม้ถูกต้องตามที่ UJT ต้องการ แต่ UJT ยังไม่นำกระแสจนกว่าแรงดัน VE ที่เป็นไบอัสตรงจะสามารถทำให้เกิดกระแส IE ไหลผ่านขา E จึงจำทำให้เกิดกระแส IB ไหล นั่นคือ UJT นำกระแส เพื่อความเข้าใจในการทำงานของตัว UJT จึงเขียนวงจรไบอัสให้ UJT ในรูปวงจรสมมูลดังรูปด้านบน
จากรูปด้านบน เป็นวงจรเบื้องต้นของ UJT ในรูปวงจรสมมูล ช่วยในการทำความเข้าใจการทำงานของ UJT และทราบคุณสมบัติของตัว UJT ได้ดีขึ้น ความต้านทานของสารกึ่งตัวนำชนิด N ทั้งแท่งที่เขียนอยู่ในรูป RB2 และ RB1 รวมเรียกว่า ความต้านทานระหว่างเบส ( Interbase Resistance ) ใช้ตัวย่อ RBB เป็นความต้านทานภายในตัว UJT ระหว่างขา B2 และขา B1 ในขณะที่ UJT ไม่ทำงาน ( IE = 0 ) ค่าความต้านทาน RBB นี้เกิดจากการรวมกันของ RB2 และ RB1 เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
RBB = ( RB1 + RB2 ) | IE = 0

ทรานซิเตอร์

ทรานซิสเตอร์
ภายในบทความนี้ประกอบไปด้วย | รู้จักกับทรานซิสเตอร์ | โครงสร้าง | การใช้งาน | คุณสมบัติต่างๆรู้จักกับทรานซิสเตอร์
ทรานซิสเตอร์ (Transistor) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์(อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ) ชนิดหนึ่งซึ่งมีความสำคัญมากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ทรานซิสเตอร์แบ่งได้ 2 ประเภทคือ ไบโพล่าทรานซิสเตอร์ (ทรานซิสเตอร์ที่เราพูดถึงอยู่) และ ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า คือพวก FET MOSFET เป็นต้น แต่เมื่อเราพูดถึงทรานซิสเตอร์ เราจะมักหมายถึง ไบโพล่าทรานซิสเตอร์นั้นเอง
รูปร่างของทรานซิสเตอร์มีหลายรูปแบบ เรามักจะเรียกว่าตัวถัง ซึ่งแต่ละแบบก็มีชื่อเรียกต่างกันออกไป(จะเขียนบทความเกี่ยวกับตัวถังอุปกรณ์ในหัวข้อต่อไป) และถ้าทรานซิสเตอร์มีขนาดใหญ่ แสดงว่าทรานซิสเตอร์นั้นสามารถนำกระแส หรือมีกำลังมากนั้นเอง
โครงสร้างภายในของทรานซิสเตอร์นั้นจะประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำ P และ N มาต่อกัน 3 ตัว และมีรอยต่อ 2 รอยต่อมีขา 3 ขา ยื้นมาจากสารกึ่งตัวนำนั้นๆ โดยเราจะเรียนชนิดทรานซิสเตอร์ตามโครงสร้างนั้นๆ พื้นฐานในการทำงานของทรานซิสเตอรคือ ทรานซิสเตอร์จะทำงานได้ ต่อเมื่อมีกระแสไหลเข้ามาที่ขา B เท่านั้นหากไม่มีกระแสไหลเข้ามาทรานซิสเตอร์จะไม่ทำงาน



โครงสร้างของทรานซิสเตอร์
โดยทั่วไปแล้วทรานซิสเตอร์จะมีโครงสร้าง 2 แบบ คือ แบบ NPN และ PNP การที่เรียกชื่อแบบนี้เพราะโครงสร้างภายในของทรานซิสเตอร์ถูกผลิต ขึ้นแบบนี้ ดังนั้นในการเลือกใช้งานทรานซิสเตอร์ต้องเลือกใช้งานให้ถูกต้องด้วยขาของทรานซิสเตอร์มี 3 ขา และมีชื่อเรียกคือ ขาเบส(B) ขาคอนเลเตอร์ (C) และ ขาอีมิเตอร์ (E) ในการตรวจสอบตำแหน่ง ขาและดูว่าเป็นทรานซิสเตอร์แบบใดจะกล่าวถึงในหัวข้อต่อไปครับ


โครงสร้างแบบ NPN สังเกตว่าสัญลักษณ์ทรานซิสเตอร์หัวลูกศรจะพุ่งออก

โครงสร้างแบบ PNP สังเกตว่าสัญลักษณ์ทรานซิสเตอร์หัวลูกศรจะพุ่งเข้า
ประเภทของทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ (Bipolar junction transistor)
ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ (BJT) เป็นทรานซิสเตอร์ชนิดหนึ่ง มันเป็นอุปกรณ์สามขั้วต่อถูกสร้างขึ้นโดยวัสดุสารกึ่งตัวนำที่มีการเจือสารและอาจจะมีการใช้ในการขยายสัญญาณหรืออุปกรณ์สวิทชิ่ง ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ถูกตั้งขึ้นมาตามชื่อของมันเนื่องจากช่องการนำสัญญาณหลักมีการใช้ทั้งอิเล็กตรอนและโฮลเพื่อนำกระแสไฟฟ้าหลัก โดยแบ่งออกได้อีก2ชนิดคือ ชนิดเอนพีเอน(NPN) และชนิดพีเอนพี(PNP) ตามลักษณะของการประกบสารกึ่งตัวนำ
ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า (Field-effect transistor)
ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า(FET) มีขาต่อสามขา คือ ขา เดรน(drain) เกท(gate) ซอร์ส(source) หลักการทำงานแตกต่างจากทรานซิสเตอร์แบบหัวต่อไบโพลาร์(BJT) นั่นคืออาศัยสนามไฟฟ้าในการสร้างช่องนำกระแส(channel) เพื่อให้เกิดการนำกระแสของตัวทรานซิสเตอร์ ในแง่ของการนำกระแส ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าและแบบหัวต่อไบโพลาร์มีลักษณะของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน นั่นคือกระแสในทรานซิสเตอร์แบบหัวต่อไบโพลาร์จะเป็นกระแสที่เกิดจากพาหะส่วนน้อย(minor carrier) แต่กระแสในทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าจะเกิดจากพาหะส่วนมาก(major carrier)
ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าฟ้าแบ่งเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ
- JFET
- MESFET
- MOSFET ซึ่งแบ่งเป็นสองแบบคือ แบบ depletion และ enhancement
ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าประเภทที่นิยมใช้กันมากที่สุดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ คือ MOSFET




การใช้งานทรานซิสเตอร์


ทรานซิสเตอร์นั้นมักจะนำมาใช้งานเกี่ยวข้องกับวงจรที่มีความแตกต่างกันออกไปคือ
1. การใช้งานทำหน้าที่ในการขยายสัญญาณ สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก สามารถขยายให้ใหญ่ขึ้นได้โดยใช้ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่ ขยายสัญญาณให้ใหญ่ขึ้น เช่น เครื่องขยายเสียง เครื่องส่งวิทยุ เป็นต้น
2. การใช้งานเป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ เราใช้ทรานซิสเตอร์ทำงานแทนสวิตช์ได้ เพราะทรานซิสเตอร์จะถูกควบคุมด้วยกระแส ไฟฟ้าจำนวนน้อยมาก และการใช้งานแทนสวิตช์นี้จะไม่ทำให้เกิดเสียงดังเวลา เปิด/ปิด

โฟโต้ทรานซิสเตอร์ (Photo Transistor)
โฟโต้ทรานซิสเตอร์ (Photo Transistor) จะประกอบด้วยโฟโต้ไดโอดซึ่งจะต่ออยู่ระหว่างขาเบสกับคอลเลคเตอร์ ของทรานซิสเตอร์ ดังรูป 2 กระแสที่เกิดขึ้นจากาการเปลี่ยนแปลงของแสงจะถูกขยายด้วยทรานซิสเตอร์ (Transistor) ในการใช้งานโฟโต้ทรานซิสเตอร์ รอยต่อระหว่างเบส-อิมิตเตอร์ (Base-Emitter) จะต่อไบอัสกลับ (Reverse Bias) ที่รอยต่อนี้เองเป็นส่วนที่ทำให้เกิดการแปลงค่ากระแสที่ขึ้นอยู่กับความเข้มแสง







รูปที่ 2 แสดงสัญลักษณ์ โครงสร้าง และวงจรสมมูล ของโฟโต้ทรานซิสเตอร์





เมื่อไบอัสกลับ (Reverse Bias) ที่รอยต่อระหว่างเบสกับคอลเลคเตอร์ (Base-Collecter) และมีแสงตกกระทบที่บริเวณรอยต่อ กระแสอันเนื่องจากแสง (IP) จะถูกขยายด้วยอัตราขยายของทรานซิสเตอร์เป็นกระแสอิมิตเตอร์ (IE) และถ้าไบอัสตรงที่ขาเบสด้วยกระแสเบส (IB) จากภายนอกก็จะถูกขยายรวมกับกระแสเนื่องจากแสง (IP) ด้วย

ถ้าให้ IP = กระแสที่เกิดขึ้นเนื่องจากแสง
IB = กระแสเบสที่มาจากภายนอก
IE = กระแสอิมิตเตอร์
hfe = อัตราขยายของทรานซิสเตอร์

จากสมการของทรานซิสเตอร์คือ

IC = hfeIB

และ
IE = IC + ( IB IP )

จะได้
IE = IC + ( IB IP ) hfe + I

จะเห็นได้ว่ากระแส IE เปลี่ยนแปลงตามกระแส IP ด้วยอัตราขยายถึง hfe+1 เท่าซึ่งถ้า IP มีค่าเปลี่ยนแปลงจาก 1-10ตA และทำให้ hfe มีค่าประมาณ 100 จะได้ค่า IE เปลี่ยนแปลงจาก 100ตA ถึง 1mA
อัตราขยายกระแสยิ่งสูงจะทำให้ผลตอบสนองต่อแสงจะไวขึ้น ค่า hfe สูงๆ จะต้องทำให้รอยต่อระหว่างเบสกับคอลเล็กเตอร์มีพื้นที่มาก แต่ก็ทำให้กระแสรั่วไหลสูงขึ้นด้วย เพราะรอยต่อจะถูกไบอัสกลับ (Revese Bias)