วันพฤหัสบดีที่ 28 สิงหาคม พ.ศ. 2557

ไดโอด


จากคุณลักษณะของรอยต่อ PN ของสารกึ่งตัวนำ เราจึงนำมาสร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า ไดโอดขึ้น โดยเรียกขั้วที่ต่อกับสาร ว่า อาโนด (Anode)  และเรียกขั้วที่ต่อกับสาร N ว่า คาโถด(Cathode)  โดยจะมีรูปลักษณะและสัญลักษณ์ดังรูปที่ 7.6



การตรวจสอบไดโอด
วิธีการตรวจสอบไดโอดว่าดีหรือเสียและตรวจสอบขั้วของไดโอดทำได้โดยอาศัย คุณสมบัติของการไบอัสไดโอด โดยสามารถทำได้ดังนี้ คือ
1. ใช้มัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดโอห์ม R X 1
2. ใช้ปลายสายวัดต่อเข้ากับขั้วต่อแต่ละด้านของไดโอด
3. สังเกตเข็มมิเตอร์ว่าขึ้นหรือไม่
4. จากนั้นทำการสลับขั้วสายวัดแล้วสังเกตเข็มมิเตอร์อีกครั้ง

ถ้าเข็มมิเตอร์ขึ้น 1 ครั้ง  ไม่ขึ้นหนึ่งครั้ง แสดงว่า ไดโอดอยู่ในสภาพใช้งานได้(ไบอัสตรงกระแสไหล  ไบอัสกลับกระแสไม่ไหล) แต่ถ้าเข็มมิเตอร์ไม่ขึ้นทั้งสองครั้ง แสดงว่า ไดโอดขาด หรือ ถ้าขึ้นทั้งสองครั้งแสดงว่า ไดโอดลัดวงจร  สำหรับขั้วไดโอดนั้น ให้พิจารณา ในสภาวะเข็มขึ้น โดยขั้ว + ของมิเตอร์จะต่อกับ คาโถด และขั้ว ของมิเตอร์จะต่อกับ อาโนด (ที่เป็นเช่นนี้เพราะ ขั้วมิเตอร์จะสลับ กับขั้วของแบตเตอรี่ภายใน ทำให้ในสภาวะที่เข็มขึ้น คือสภาวะไบอัสตรง อาโนด จะถูกต่อกับขั้ว ของมิเตอร์ ซึ่งก็คือขั้วบวก ของแบตเตอรี่ภายในมิเตอร์นั่นเอง)


การนำไปใช้งาน


ไดโอดสามารถนำไปใช้งานในวงจรทางอิเล็กทรอนิกส์ได้หลากหลาย แต่ในที่นี้จะยกตัวอย่างการใช้งาน 2 ตัวอย่าง คือ


1. การป้องกันการต่อแบตเตอรี่ผิดขั้ว
2. การสร้างวงจรแปลงไฟสลับเป็นไฟตรง


1. การป้องกันการต่อแบตเตอรี่ผิดขั้ว


ปกติในการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปที่ใช้แบตเตอรี่เป็นไฟเลี้ยงวงจร อาจเกิดปัญหาการต่อแบตเตอรี่ผิดขั้วทำให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์เสียหาย ดังนั้นเราจึงนำคุณลักษณะการนำกระแสทางเดียวของไดโอดมาป้องกันปัญหาดังกล่าวได้ โดยถ้าหากต่อแบตเตอรี่ถูกต้องไดโอดจะได้รับไบอัสตรง ทำให้มีกระแสไหลจ่ายให้วงจรทำงานตามปกติ แต่ถ้าต่อแบตเตอรี่ผิดขั้ว ไดโอดจะได้รับไบอัสกลับ ไดโอดก็จะไม่นำกระแสเสมือนสวิตไฟ ที่เปิดวงจรออก ทำให้วงจรใช้งานไม่ได้รับความเสียหาย
\


2. การแปลงไฟสลับเป็นไฟตรง






        จากวงจร เราจะใช้หม้อแปลง แปลงแรงดันไฟสลับ 220V เป็นไฟสลับ 25 V แล้วต่อเข้าวงจรไดโอด เพื่อแปลงจากไฟสลับเป็นไฟตรง โดยในช่วงสัญญานซีกบวก จุด A จะเป็นบวกเมื่อเทียบกับจุด B ไดโอดจะได้รับการไบอัสตรง ทำให้มีกระแสไหลผ่านวงจร เกิดแรงดันตกคร่อมขึ้นที่ตัวต้านทาน และ เมื่อช่วงสัญญาณไฟสลับในซีกลบ จุด A จะมีศักดาไฟฟ้าเป็นลบ เมื่อเทียบกับจุด B ทำให้ไดโอดได้รับไบอัสกลับ จึงไม่มีการนำกระแส ทำให้ไม่มีแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน ดังนั้น แรงดันที่ตัวต้านทาน จึงมีสถานะเป็นช่วงไฟตรงที่มีช่วงบวกอย่างเดียว เราเรียกวงจรลักษณะนี้ว่า วงจรเรียงกระแส หรือ วงจรเร็กติฟาย (Rectifier) โดยการต่อใช้งานจริง จะใช้ตัวเก็บประจุแทนตัวต้านทาน เพื่อให้เก็บกำลังไฟฟ้า และเป็นแรงดันไฟตรงที่ราบเรียบ