ทรานซิสเตอร์ (Transistor)

TRANSISTOR FAMILIARISATION

ทรานซิสเตอร์ (Transistor)

          ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทแอคทีฟ (Active Device) ชนิดหนึ่งมีหลักการทำงานโดยอาศัยกระแสไฟฟ้าจากวงจรภายนอกไปควบคุมตัวกำเนิดกระแสไฟฟ้าภายในให้เปลี่ยนแปลงตาม ทรานซิสเตอร์มี 3 ขา คือ ขาเบส ขาอิมิตเตอร์และขาคอลเลคเตอร์ การสร้างทรานซิสเตอร์ แบ่งตามโครงสร้างได้ 2 ชนิด คือ NPN และ PNP แบ่งตามสารได้สองชนิดเช่นกันคือเยอรมันเนียม และ ซิลิคอน การจัดแรงไฟไบอัสทรานซิสเตอร์จะจัดให้อยู่สองแบบคือให้ฟอร์เวิร์ดไบอัสระหว่างขาเบสกับขาอิมิตเตอร์ และให้รีเวิร์สไบอัสระหว่างขาเบสกับขาคอลเลคเตอร์ ทรานซิสเตอร์สามารถประยุกต์ใช้งานได้หลายอย่างเช่น ขยายสัญญาณ สวิตซิ่ง กำเนิดสัญญาณ เป็นต้น

รูปทรานซิสเตอร์ต่างๆ

 

ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN

          เป็นทรานซิสเตอร์ที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำชนิด N ชนิด P และชนิด N มาต่อเรียงกันตามลำดับ แล้วต่อสายออกมา 3 สาย เพื่อเป็นขาต่อกับวงจรสารกึ่งตัวนำชนิด P ซึ่งอยู่ตรงกลางจะเป็นจุดร่วม สารกึ่งตัวนำชนิด N จะทำหน้าที่จ่ายอิเล็กตรอนซึ่งจะไหลเป็นกระแสในวงจรส่วนนี้เราเรียกว่า อิมิตเตอร์ อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านสารกึ่งตัวนำชนิด P ซึ่งเราเรียกว่าเบสส่วนเบสนี้จะเป็นตัวคอยควบคุมอิเล็กตรอนให้ไหลไปยังสารกึ่งตัวนำชนิด N ถัดไปได้มากหรือน้อยอิเล็กตรอนส่วนที่ผ่านเบสมาก็จะเคลื่อนที่มายังสารกึ่งตัวนำชนิด N ซึ่งเราเรียกว่า คอลเลคเตอร์ และกลายเป็นกระแสไหลในวงจรภายนอกต่อไป

โครงสร้างและสัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์ชนิด NPN

ทรานซิสเตอร์ชนิด PNP

          คือทรานซิสเตอร์ที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำชนิดพี ชนิดเอ็น และชนิดพี มาเรียงกันตามลำดับแล้วต่อสายจากแต่ละชิ้นส่วนออกมาเป็น 3 สายเพื่อต่อกับวงจรสารกึ่งตัวนำเอ็นจะเป็นจุดร่วม
โครงสร้างและสัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์ชนิด PNP

 

ขาของทรานซิสเตอร์

1.  ขาคอลเลคเตอร์ (Collector) เรียกย่อๆ ว่าขา C เป็นขาที่มีโครงสร้างในการโด๊ปสารใหญ่ที่สุด
2.   ขาอิมิตเตอร์ (Emitter) เรียกย่อๆ ว่าขา E เป็นขาที่มีโครงสร้างใหญ่รองลงมาและจะอยู่คนละด้านกับขาคอลเลคเตอร์
3.   ขาเบส  (Base) เรียกย่อๆ ว่าขา B เป็นส่วนที่อยู่ตรงกลางระหว่าง C และ E มีพื้นที่ของโครงสร้างแคบที่สุดเมื่อเทียบกับอีก 2 ส่วน เมื่อจำแนกลักษณะการต่อตัวทรานซิสเตอร์จึงคล้ายกับการนำเอาไดโอด       2       ตัวมาต่อกัน

 

การทดลอง วงจรทดสอบการทำงานของทรานซิสเตอร์

          เครื่องเมือและอุปกรณ์

1. มิเตอร์                                                  2 เครื่อง                                                
2. แหล่งจ่ายไฟสำหรับทดลอง                     1 เครื่อง
3. แผงสำหรับทดลอง                                 1 ชุด
4. ตัวต้านทาน 1 k?                                1 ตัว
5. ตัวต้านทานปรับค่าได้ 2.2 k?              1 ตัว
6. คาปาซิแตอร์ 0.1uF                              1 ตัว
7. ทรานซิสเตอร์เบอร์ BC109B                  1 ตัว

วิธีการทดลอง

1. เตรียมเครื่องมือและอุปกรณ์  ต่อวงจรตามรูป
2. ป้อนไฟ  -15 VDC และ +5 VDC
3. ต่อมัลติมิเตอร์ตามรูปเพื่อวัดค่ากระแส และแรงดัน
4. วัดค่า V  และบันทึกผลลงในตาราง
5. ปรับ VR แล้วอ่านค่ากระแส I  ให้ได้ค่า 1mA  และบันทึกค่า I  ลงในตาราง
6. ปรับ VR แล้วอ่านค่ากระแส I  ให้ได้ค่า 10mA  และบันทึกค่า I  ลงในตาราง
7. บันทึกผลการทดลอง

การทดลองที่ 1 วงจรทดสอบการทำงานของทรานซิสเตอร์

ผลการทดลอง

I   (mA)	V   (V)	I  (µA)	h  =	I  = I +I (mA)	h =
Just measurable	0.66	---	---	---	---
1	---	3.7	270.27	1.0037	0.997
10	---	34.5	289.86	10.0345	0.997

สรุปผลการทดลอง
                จากการทดลอง เมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงให้วงจรตามค่าต่างๆที่กำหนดให้ ตัวทรานซิสเตอร์ก็เริ่มนำกระแส มีแรงดันตกคร่อม V   0.66V  ที่กระแส I  มีค่า 1 mA กระแส  I  จะมีค่า 3.7 µA และที่ กระแส I  มีค่า 10 mA กระแส  I  จะมีค่า 34.5 µA แสดงว่า ถ้า I เพิ่มจะทำให้ I เพิ่มขึ้นตามอัตราขยายของทรานซิสเตอร์เบอร์นี้

ที่มา: http://www.star-circuit.com/article/Transistor/Transistor.html