ทรานซิสเตอร์ (Transistor)
อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่สําคัญมากตัวหนึ่ง คือ ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ทรานซิสเตอร์เป็นสิ่งประดิษฐ์ 3 ขา ที่สร้างจากสารกึ่งตัวนํา โดยคุณสมบัติที่สําคัญของทรานซิสเตอร์ คือ ความสามารถในการ การขยายสัญญาณ(Amplification) และ การสวิตช์ (Switching) จากคุณสมบัตินี้ ทําให้มันถูกใช้ แพร่หลาย ทั้งในแบบเป็นอุปกรณ์เดี่ยว ๆ และ ในวงจรรวม
ทรานซิสเตอร์ ถูกแบ่งย่อย เป็นหลายประเภท ซึ่งหลัก ๆ ได้แก่ ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อไบโพลาร์ หรือ บีเจที (Bipolar Junction Transistor, BJT) บีเจทีทําจากสารกึ่งตัวนําที่เป็นโครงสร้างรอยต่อพีเอ็นสองรอยต่อ ที่อยู่ใกล้ ๆ กัน โดย บีเจที ยังถูกแบ่งย่อยเป็นสองชนิด คือ เอ็นพีเอ็น (์NPN) และ พีเอ็นพี (PNP) ชื่อชนิดของบีเจทีนี้ มาจากชื่อของชั้นรอยต่อที่นํามาสร้าง
บีเจที เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามขา ที่มีชื่อเรียกแต่ละขา คือ เบส (Base,B) อิมิตเตอร์ (Emitter, E) และ คอลเลกเตอร์ (Collector, C) มีใช้ทั้งแบบไม่มีและมีวงกลม โดยลูกศรที่ระบุในสัญลักษณ์ จะบ่งบอกทิศทางการไหลของกระแส เมื่อบีเจทีทํางานในโหมดปกติ
อย่างที่กล่าวไปข้างต้น ทรานซิสเตอร์ สามารถทํางานเป็นสวิตช์ และ ตัวขยายสัญญาณ สําหรับบีเจทีนั้น การทํางานเป็นสวิตช์ทําได้โดยการป้อนกระแสให้กับขาเบส โดยเมื่อกระแสไหลเข้าขาเบสแล้ว บีเจทีชนิดเอ็นพีเอ็น ก็จะเป็นเสมือนวงจรปิดที่ด้าน คอลเลกเตอร์-อิมิตเตอร์ โดยหากเราต่อแอลอีดี (หรือ อุปกรณ์อื่น ๆเช่น รีเลย์ มอเตอร์) อุปกรณ์เหล่านั้นก็จะทํางาน เพราะเกิดกระแสไหลผ่าน แต่เมื่อเราหยุดป้อนกระแสให้กับขาเบส บีเจทีชนิดเอ็นพีเอ็นก็จะทําหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด
ถึงตรงนี้ บางคนอาจจะสงสัยว่า ทําไมเราไม่เอาแหล่งจ่ายของเราไปต่อกับแอลอีดี (หรือ อุปกรณ์อื่น ๆ) โดยตรง นั่นเพราะว่า ในการใช้งานวงจรนั้น แหล่งจ่ายของเรา อาจจะไม่สามารถจ่ายกระแสสูง ๆ ได้ เช่นหากแหล่งจ่าย คือ สัญญาณที่ได้จากเซนเซอร์ ที่มีระดับแรงดันต่ํามาก ๆ (ระดับไม่กี่มิลลิโวลต์) และ แอลอีดีต้องการกระแสในระดับ สิบมิลลิแอมแปร์ในการทํางาน สําหรับการใช้ทรานซิสเตอร์นั้นกระแสเบส IB ที่ใช้นี้ ปกติจะอยู่ในระดับต่ํามาก และ เราสามารถเลือกทรานซิสเตอร์ให้เหมาะสม ได้จากการดูข้อมูลจําเพาะของทรานซิสเตอร์แต่ละเบอร์ที่มีอยู่
การใช้ทรานซิสเตอร์ขยายสัญญาณ ทําได้โดยการต่อวงจร และ เลือกระดับการไบแอสให้เหมาะสม ด้วยการเลือกใช้ตัวต้านทาน และ ตัวเก็บประจุค่าต่าง ๆ แสดงตัวอย่างวงจรขยายสัญญาณที่ใช้บีเจทีตัวเดียว สัญญาณไฟสลับจากแหล่งกําเนิด vin จะสามารถผ่านตัวเก็บประจุ CC1 มาที่ขาเบสได้ ซึ่งสัญญาณนี้ จะทํา
ให้ทรานซิสเตอร์ทํางานตามจังหวะของสัญญาณ และ ทําให้เกิดเป็นสัญญาณที่ถูกขยาย (แบบกลับเฟส) ออกไปที่ขั้วคอลเลกเตอร์ ผ่านตัวเก็บประจุ CC2
ทรานซิสเตอร์อีกตระกูลหนึ่ง ที่ได้รับความนิยมใช้ คือ ทรานซิสเตอร์ชนิดปรากฎการณ์สนาม หรือ เฟต (Field Effect Transistor, FET) เฟต มีด้วยกันหลายชนิด หลัก ๆ ได้แก่ เจเฟต (Junction FET, J-FET) และ มอสเฟต (Metal-Oxide-Semiconductor FET, MOSFET) โดยมอสเฟต ยังแบ่งย่อยออกไปอีกเป็น มอสเฟตดีพลีชัน และ มอสเฟตเอ็นฮานซ์เมนต์
ข้อดีของการใช้ เฟต เมื่อเทียบกับ บีเจที คือ เฟตแทบจะไม่กินกระแส(พลังงาน) โดย สัญญาณต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับวงจรเฟต จะเป็นสัญญาณแรงดันเป็นหลัก ทําให้การพิจารณาออกแบบวงจรด้วยเฟต ง่ายกว่า บีเจที
ขอขอบคุณข้อมูลจาก หนังสือเปิดโลกอิเล็กทรอนิกส์: ภาคทฤษฎี ของอท่านอาจารย์สุวิทย์ กิระวิทยา
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น