The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.

ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับ โครงสร้างอะตอม สารกึ่งตัวนำชนิดพี ชนิดเอ็นและรอยต่อพีเอ็น โครงสร้างสัญลักษณ์ คุณลักษณะทางไฟฟ้าและการให้ไบแอสไดโอด ซีเนอร์ไดโอด ทรานซิสเตอร์ เฟตและอุปกรณ์ไทริสเตอร์ การทำงานของวงจรคอมมอนต่างๆ ของทรานซิสเตอร์ และเฟต การใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวงจรขยายสัญญาณ วงจรเพาเวอร์ซัพพลาย วงจรออสซิลเลเตอร์ และวงจรอื่นๆ การอ่านคู่มืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การแปลความหมายของคุณลักษณะทางไฟฟ้า

Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by krupum1234, 2021-05-13 10:44:06

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร

ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับ โครงสร้างอะตอม สารกึ่งตัวนำชนิดพี ชนิดเอ็นและรอยต่อพีเอ็น โครงสร้างสัญลักษณ์ คุณลักษณะทางไฟฟ้าและการให้ไบแอสไดโอด ซีเนอร์ไดโอด ทรานซิสเตอร์ เฟตและอุปกรณ์ไทริสเตอร์ การทำงานของวงจรคอมมอนต่างๆ ของทรานซิสเตอร์ และเฟต การใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวงจรขยายสัญญาณ วงจรเพาเวอร์ซัพพลาย วงจรออสซิลเลเตอร์ และวงจรอื่นๆ การอ่านคู่มืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การแปลความหมายของคุณลักษณะทางไฟฟ้า

Keywords: อุปกรณ์อิเล็กฯ

แผนการจดั การเรยี นรู้

ฐานสมรรถนะบูรณาการหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพยี ง
ดว้ ย

การจัดการเรียนรู้แบบโครงงานเปน็ ฐาน(Project Based Learning)

รหัส 2105-2005 วิชา อปุ กรณ์อิเล็กทรอนิกสแ์ ละวงจร
หลกั สูตร ประกาศนยี บัตรวชิ าชพี ......พทุ ธศกั ราช 2556

ประเภทวชิ า อตุ สาหกรรม

จดั ทาโดย

ทศพร ดวงสวสั ด์ิ
สาขางาน อิเล็กทรอนกิ ส์ วิทยาลัย การอาชพี กาญจนบุรี

สานกั งานคณะกรรมการอาชีวศกึ ษา

คานา

แผนการสอน รหัสวิชา 2105-2005 ช่ือวิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร ตามหลักสูตร
ประกาศนียบัตรวิชาชีพ (ปวช.) พุทธศักราช 2556 ในแผนการสอนได้วิเคราะห์คาอธิบายรายวิชา จุดประสงค์
รายวิชา และสมรรถนะรายวิชา จัดแบ่งหน่วยการเรียนร้ไู ด้ 15 หน่วย โดยใช้เวลาเรยี นท้ังหมด 90 ช่ัวโมง ได้มีการ
จดั กิจกรรมการเรยี นรู้โดยเนน้ ผ้เู รียนเป็นสาคัญ ใช้เทคนิควิธกี ารสอนท่หี ลากหลาย เชน่ การสอนแบบฝึกปฏิบัติ การ
สอนแบบโครงการ (PjBL) เป็นต้น รวมถึงได้ใช้วิธีการวัดและประเมินผลตามสภาพจริง เพ่ือให้เห็นถึง การพัฒนา
สมรรถนะของผู้เรียน อีกท้ังได้นาแนวทางการประเมินพฤติกรรมผู้เรียนอาชีวศึกษา ตามค่านิยมของคนไทย 12
ประการ

ข้าพเจ้าขอขอบคุณผู้อานวยการ รองผู้อานวยการวิทยาลัยการอาชีพกาญจนบุรี หน่วยศึกษานิเทศก์
สานักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา และทุกๆท่านท่ีให้การสนับสนุนในการจัดทาแผนการสอนเล่มน้ีจนสาเรจ็
ลุลว่ งดว้ ยดี

ลงชอื่ ………………………….
ทศพร ดวงสวัสด์ิ

สารบญั หนา้

คานา ก
สารบัญ ข
ลกั ษณะรายวชิ า ค
รายละเอยี ดหลักสตู ร ง
แผนผงั การแบง่ หน่วยการเรียนรู้ จ
สมรรถนะประจาหน่วย ฉ
ตารางวิเคราะหห์ ลักสูตร 1
กาหนดรายการสอน 16
แผนการสอนหนว่ ยที่ 1 เรื่อง โครงสร้างอะตอมและสารก่ึงตวั นา 32
แผนการสอนหน่วยท่ี 2 เรื่อง ไดโอด 46
แผนการสอนหนว่ ยที่ 3 เรื่อง ซีเนอรไ์ ดโอด 63
แผนการสอนหน่วยที่ 4 เรื่อง ทรานซิสเตอร์ 75
แผนการสอนหนว่ ยท่ี 5 เรื่อง วงจรคอมมอนทรานซิสเตอร์ 90
แผนการสอนหนว่ ยท่ี 6 เรอ่ื ง ทรานซสิ เตอร์สนามไฟฟ้า (เฟต) 97
แผนการสอนหน่วยที่ 7 เรื่อง วงจรคอมมอนทรานซิสเตอรส์ นามไฟฟา้ (เฟต) 110
แผนการสอนหน่วยที่ 8 เรื่อง เอส ซี อาร์ 120
แผนการสอนหน่วยท่ี 9 เรือ่ ง ไตรแอก 131
แผนการสอนหน่วยที่ 10 เรอ่ื ง ไดแอก 143
แผนการสอนหน่วยท่ี 11 เรอื่ ง ยู จ ที 155
แผนการสอนหน่วยท่ี 12 เรื่อง พี ยู ที 164
แผนการสอนหน่วยท่ี 13 เรื่อง วงจรขยาย(คลาส A, B, AB, C และ D) 174
แผนการสอนหนว่ ยท่ี 14 เรอ่ื ง วงจรขยาย และการคปั ปลิง
แผนการสอนหน่วยที่ 15 เร่ือง การใช้งานอปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนิกส์(PjBL)

ลักษณะรายวชิ า

รหัสวิชา 2105-2005 ชื่อรายวชิ า อปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนกิ สแ์ ละวงจร
จานวนหน่วยกติ 3 หนว่ ยกติ
ชั่วโมงรวมทั้งสิ้น 90 ช่ัวโมง

รายละเอยี ดตามหลักสตู ร

จดุ ประสงค์รายวชิ า
1. เข้าใจเกย่ี วกบั การทางานของอปุ กรณ์และวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์
2. มที ักษะในการประกอบ วดั ทดสอบคณุ สมบตั ทิ างไฟฟา้ ของอุปกรณ์และวงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์
3. มีกจิ นิสัยในการคน้ ควา้ ความรเู้ พมิ่ เตมิ และปฏิบตั ิงานด้วยความละเอียดรอบคอบและปลอดภัย

สมรรถนะรายวิชา / มาตรฐานรายวิชา
1. แสดงความรูเ้ ก่ยี วกบั การใชง้ านอุปกรณอ์ ิเล็กทรอนิกสแ์ ละวงจร
2. วดั และทดสอบคุณลักษณะทางไฟฟ้าของอปุ กรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร

คาอธบิ ายรายวชิ า
ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับ โครงสร้างอะตอม สารก่ึงตัวนาชนิดพี ชนิดเอ็นและรอยต่อพีเอ็น โครงสร้าง

สัญลักษณ์ คุณลักษณะทางไฟฟ้าและการให้ไบแอสไดโอด ซีเนอร์ไดโอด ทรานซิสเตอร์ เฟตและอุปกรณ์ไทริ
สเตอร์ การทางานของวงจรคอมมอนต่างๆ ของทรานซิสเตอร์ และเฟต วงจรขยายคลาส A, B, AB, C และ D
การคัปปลิง วงจรขยายแบบคาสแคด ดาร์ลิงตัน วงจรคอมพลีเมนตารี การใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใน
วงจรขยายสัญญาณ วงจรเพาเวอร์ซัพพลาย วงจรออสซิลเลเตอร์ และวงจรอ่ืนๆ การอ่านคู่มืออุปกรณ์
อเิ ล็กทรอนิกส์ การแปลความหมายของคุณลักษณะทางไฟฟ้า

รายละเอียดตามหลักสูตร
จดุ ประสงค์รายวิชา

1. เขา้ ใจเกยี่ วกับการทางานของอปุ กรณ์และวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์
2. มีทักษะในการประกอบ วัด ทดสอบคุณสมบตั ทิ างไฟฟา้ ของอุปกรณ์และวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์
3. มีกจิ นิสัยในการค้นควา้ ความรู้เพิม่ เตมิ และปฏิบัติงานด้วยความละเอียดรอบคอบและปลอดภยั

สมรรถนะรายวิชา / มาตรฐานรายวชิ า
1. แสดงความรเู้ กีย่ วกับการใช้งานอปุ กรณ์อิเล็กทรอนกิ ส์และวงจร
2. วัดและทดสอบคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของอปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนิกสแ์ ละวงจร

คาอธบิ ายรายวิชา
ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับ โครงสร้างอะตอม สารก่ึงตัวนาชนิดพี ชนิดเอ็นและรอยต่อพีเอ็น โครงสร้าง

สัญลักษณ์ คุณลักษณะทางไฟฟ้าและการให้ไบแอสไดโอด ซีเนอร์ไดโอด ทรานซิสเตอร์ เฟตและอุปกรณ์ไทริ
สเตอร์ การทางานของวงจรคอมมอนต่างๆ ของทรานซิสเตอร์ และเฟต วงจรขยายคลาส A, B, AB, C และ D
การคัปปลิง วงจรขยายแบบคาสแคด ดาร์ลิงตัน วงจรคอมพลีเมนตารี การใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใน
วงจรขยายสัญญาณ วงจรเพาเวอร์ซัพพลาย วงจรออสซิลเลเตอร์ และวงจรอื่นๆ การอ่านคู่มืออุปกรณ์
อิเลก็ ทรอนกิ ส์ การแปลความหมายของคุณลกั ษณะทางไฟฟ้า

แผนผงั การแบง่ หน่วยการเรียนรู้

รหัสวิชา 2105-2005 ชือ่ รายวิชา อปุ กรณ์อิเล็กทรอนกิ ส์และวงจร
จานวนหนว่ ยกติ 3 หนว่ ยกิต
ช่ัวโมงรวมทัง้ สน้ิ 90 ชว่ั โมง

รหัสวชิ า 2105-2005 ชอื่ รายวิชา อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนิกส์และวงจร

จานวนหนว่ ยกติ 3 หน่วยกติ ชั่วโมงรวมท้ังสนิ้ 90 ช่วั โมง

ที่ สมรรถนะประจาหนว่ ย ช่วั โมง

1. โครงสร้างอะตอม และสารก่ึงตัวนา 5

1.1 คานวณ อิเล็กตรอน ในตะละวงโคจรของอะตอม

1.2 แสดงความรู้เรื่องสารก่ึงตัวนาที่ใชผ้ ลิตเป็นอปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนิกส์

2. ไดโอด 5

2.1 วัดทดสอบคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของไดโอด

3. ซเี นอร์ไดโอด 5

3.1 วัดทดสอบคุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของซเี นอร์ไดโอด

4. ทรานซิสเตอร์ 5

4.1 วัดทดสอบคุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์

5. วงจรคอมมอนทรานซสิ เตอร์ 5

5.1 ประกอบวดั ทดสอบคุณสมบัติของวงจรคอมมอนทรานซสิ เตอร์

6. ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า (เฟต) 5

6.1 วดั ทดสอบคุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของทรานซสิ เตอร์สนามไฟฟ้า (เฟต)

7. วงจรคอมมอนทรานซิสเตอร์สนามไฟฟา้ (เฟต) 5

7.1 ประกอบวัด ทดสอบคุณสมบตั ขิ องวงจรคอมมอนทรานซิสเตอร์สนามไฟฟา้ (เฟต)

8. เอส. ซี. อาร์. 5

8.1 วดั ทดสอบคณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้าของเอส. ซ.ี อาร์.

9. ไตรแอก 5

9.1 วัดทดสอบคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของไตรแอก

10. ไดแอก 5

10.1 วัดทดสอบคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของไดแอก

11. ยู. เจ. ที. 5

11.1 วดั ทดสอบคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของยู. เจ. ที.

12. พ.ี ยู. ที. 5

12.1 วัดทดสอบคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของพี. ย.ู ที.

13. วงจรขยาย(คลาส A, B, AB, C และ D) 5

13.1 แสดงความรู้เร่ืองวงจรขยาย(คลาส A, B, AB, C และ D)

14. วงจรขยาย และการคัปปลิง 5
14.1 แสดงความรเู้ รอื่ งวงจรขยาย และการคปั ปลิง 15
5
15-17 การใชง้ านอุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์(PjBL)
15.1 สรา้ งโครงงานอิเลก็ ทรอนิกส์ ตามขน้ั ตอนและกระบวนการ

18. สอบปลายภาค

รวม 90

ตารางวิเคราะห์หลกั สตู ร

รหัสวชิ า 2105-2005 ชื่อรายวิชา อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกสแ์ ละวงจร หนว่ ยกิต 3
อเิ ล็กทรอนิกส์
ช้ัน. ประกาศนียบตั รวชิ าชพี ชั้นปีท่ี 1 สาขาวชิ า/กลุ่มวิชา/

พทุ ธพสิ ัย

พฤติกรรม

ช่อื หน่วย ความรู้
ความเข้าใจ
1. โครงสร้างอะตอมและสารกึ่งตัวนา นาไปใ ้ช
2. ไดโอด ิวเคราะห์
3. ซีเนอร์ไดโอด สังเคราะห์
4. ทรานซิสเตอร์ ประเมินค่า
5. วงจรคอมมอนทรานซิสเตอร์ ทักษะพิ ัสย
6. ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟา้ (เฟต) จิต ิพ ัสย
7. วงจรคอมมอนทรานซิสเตอรส์ นามไฟฟ้า (เฟต) รวม
8. เอส. ซ.ี อาร์. ลา ัดบความสาคัญ
9. ไตรแอก จานวนคาบ
10. ไดแอก
11. ย.ู เจ. ท.ี / / // /
12. พี. ย.ู ที. / // //
13. วงจรขยาย(คลาส A, B, AB, C และ D) / // //
14. วงจรขยาย และการคปั ปลิง / // //
15. การใชง้ านอปุ กรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์(PjBL) / // //
/ // //
/ // //
/ // //
/ // //
/ // /
/ // //
/ // //
/ // //
/ // //
/ // //

รวม
ลาดับความสาคัญ

กาหนดการสอน

ที่ ชอ่ื หน่วยการเรียนร/ู้ รายการสอน สมรรถนะประจาหน่วย/เกณฑ์การปฏบิ ตั งิ าน สปั ดาห์ ชั่วโมง
ที่ ที่
1. โครงสรา้ งอะตอม และสารก่ึงตวั นา 1.1 คานวณ อิเล็กตรอน ในตะละวงโคจรของ
1 1-5

1.1 โครงสรา้ งของอะตอม อะตอม

1.2 วงโคจรของอเิ ลก็ ตรอน 1.2 แสดงความรู้เร่ืองสารก่ึงตัวนาที่ใชผ้ ลิตเปน็

1.3 วาเลนซอ์ เิ ล็กตรอน อปุ กรณ์อิเล็กทรอนิกส์

1.4 สารกึง่ ตัวนา PC : เขยี นจานวนของอเิ ล็กตรอนในแตล่ ะวง

1.5 รอยต่อ พี เอ็น โคจรของสารก่ึงตวั นาตามขัน้ ตอนการ

คานวณหาจานวนอเิ ลก็ ตรอน

2. ไดโอด 2.1 วดั หาตาแหน่งขาและทดสอบคุณลักษณะ 2 6-10

2.1 โครงสรา้ งและสัญลักษณ์ของ ทางไฟฟ้าของไดโอด

ไดโอด PC : ใช้มัลตมิ เิ ตอร์วดั ทดสอบไดโอดดีหรือเสีย

2.2 คณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของ ตามขัน้ ตอนการวัด

ไดโอด : ประกอบวงจรไบแอสไดโอดตามขัน้ ตอน

2.3 การแปลความหมายของ ใบงานการทดลองคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของ

คุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของ ไดโอด

ไดโอด

2.4 การวัด และทดสอบไดโอด

3. ซีเนอร์ไดโอด 3.1 วดั ทดสอบคุณลักษณะทางไฟฟา้ ของซีเนอร์ 3 11-15

3.1 โครงสรา้ งและสญั ลกั ษณ์ของซี ไดโอด

เนอร์ไดโอด PC :ใชม้ ลั ตมิ เิ ตอรว์ ดั ทดสอบซเี นอร์ไดโอดดี

3.2 คุณสมบัตทิ างไฟฟา้ ของซีเนอร์ หรือเสียตามข้นั ตอนการวดั

ไดโอด : ประกอบวงจรไบแอสซีเนอรไ์ ดโอดตาม

3.3 การแปลความหมายของ ขนั้ ตอนใบงานการทดลองคณุ ลักษณะทางไฟฟา้

คณุ ลักษณะทางไฟฟา้ ของซีเนอร์ ของไดโอด

ไดโอด

3.4 การวดั และทดสอบซีเนอร์

ไดโอด

กาหนดการสอน

ที่ ชื่อหน่วยการเรียนร/ู้ รายการสอน สมรรถนะประจาหนว่ ย/เกณฑ์การปฏิบตั งิ าน สัปดาห์ ช่ัวโมง

ที่ ที่

4. ทรานซิสเตอร์ 4.1 วดั ทดสอบคุณลักษณะทางไฟฟา้ ของ 4 16-20

4.1. โครงสร้างและสัญลกั ษณ์ของ ทรานซสิ เตอร์

ทรานซิสเตอร์ PC :ใชม้ ลั ตมิ เิ ตอรว์ ดั หาตาแหน่งขาและ

4.2. การไบแอสทรานซิสเตอรไ์ ด้ ทดสอบทรานซสิ เตอร์ดีหรือเสียตามขัน้ ตอน

4.3. การแปลความหมายของ การวัด

คณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของ : ประกอบวงจรไบแอสทรานซิสเตอร์ตาม

ทรานซสิ เตอร์ ขนั้ ตอนใบงานการทดลองคณุ ลกั ษณะทางไฟฟา้

4.4. การวดั และทดสอบ ของทรานซสิ เตอร์

ทรานซิสเตอร์

5. วงจรคอมมอนทรานซิสเตอร์ 5.1 ประกอบวัด ทดสอบคณุ สมบัติของวงจร 5 21-25

5.1 วงจรคอมมอนเบส คอมมอนทรานซสิ เตอร์แบบต่างๆ

5.2 วงจรคอมมอนคอลเลคเตอร์ PC : ประกอบวงจรคอมมอนทรานซสิ เตอร์ตาม

5.3 วงจรคอมมอนอิมติ เตอร์ ขัน้ ตอนใบงานการทดลองคุณสมบตั ิของวงจร

คอมมอนทรานซิสเตอร์

6. ทรานซิสเตอรส์ นามไฟฟ้า 6.1 วัดทดสอบคุณลกั ษณะทางไฟฟา้ ของ 6 26-30

6.1 โครงสรา้ งและสัญลกั ษณ์ของ ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า

ทรานซสิ เตอร์สนามไฟฟา้ PC :ใชม้ ลั ติมิเตอร์วัดหาตาแหน่งขาและ

6.2 การไบแอสทรานซสิ เตอร์ ทดสอบทรานซสิ เตอรส์ นามไฟฟ้าดหี รือเสียตาม

สนามไฟฟ้า ข้นั ตอนการวดั

6.3 การแปลความหมายของ : ประกอบวงจรไบแอสทรานซสิ เตอร์

คณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้าของ สนามไฟฟ้าตามขน้ั ตอนใบงานการทดลอง

ทรานซสิ เตอร์สนามไฟฟ้า คุณลักษณะทางไฟฟา้ ของทรานซสิ เตอร์

6.4 การวดั และทดสอบ สนามไฟฟ้า

ทรานซสิ เตอร์สนามไฟฟ้า

กาหนดการสอน

ที่ ชื่อหน่วยการเรียนรู/้ รายการสอน สมรรถนะประจาหนว่ ย/เกณฑก์ ารปฏบิ ตั งิ าน สัปดาห์ ช่ัวโมง
ที่ ท่ี
7. หนว่ ยที่ 7 วงจรคอมมอน 7.1 ประกอบวัด ทดสอบคุณสมบตั ิของวงจร
ทรานซิสเตอรส์ นามไฟฟ้า คอมมอนทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าแบบต่างๆ 7 31-35
7.1 วงจรคอมมอนเกท PC : ประกอบวงจรคอมมอนทรานซสิ เตอร์
7.2 วงจรคอมมอนเดรน สนามไฟฟา้ ตามข้นั ตอนใบงานการทดลอง
7.3 วงจรคอมมอนซอร์ส คณุ สมบตั ิของวงจรคอมมอนทรานซิสเตอร์
สนามไฟฟ้า

8 เอส. ซี. อาร์. 8.1 วดั ทดสอบคุณลกั ษณะทางไฟฟา้ ของเอส. 8 36-40

8.1.โครงสรา้ งและสญั ลักษณข์ อง ซี. อาร์.
PC : ใชม้ ลั ตมิ ิเตอรว์ ดั หาตาแหนง่ ขาและ
เอส. ซ.ี อาร์.
8.2.คณุ ลกั ษณะทางไฟฟา้ ของ เอส. ทดสอบ เอส. ซ.ี อาร์. ดี หรอื เสยี ตามขน้ั ตอน
ซ.ี อาร์. การวดั
8.3.วงจรการทางานของเอส.ซ.ี อาร์ : ประกอบวงจรเอส. ซ.ี อาร์. ตามขัน้ ตอน
8.4. การแปลความหมายของ ใบงานการทดลองคณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้าของ
คุณลักษณะทางไฟฟา้ ของเอส.ซี.อาร์. เอส. ซ.ี อาร์.

8.5. การวัดและทดสอบเอส.ซ.ี อาร์.

9. ไตรแอก 9.1 วัดทดสอบคุณลักษณะทางไฟฟ้าของไตร 9 41-45

9.1 โครงสรา้ ง และสญั ลกั ษณข์ อง แอก

ไตรแอก PC : ใชม้ ลั ติมเิ ตอร์วัดหาตาแหนง่ ขาและ

9.2 คณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของ ไตร ทดสอบ ไตรแอก ดหี รือเสียตามขน้ั ตอนการวดั

แอก : ประกอบวงจรไตรแอกตามขั้นตอนใบงาน

9.3 วงจรใช้งานของไตรแอก การทดลองคณุ ลักษณะทางไฟฟา้ ของไตรแอก

9.4 การแปลความหมายของ

คณุ ลกั ษณะทางไฟฟา้ ของ ไตรแอก

9.5 การวัด และทดสอบคุณสมบัติ

ของไตรแอก

กาหนดการสอน

ท่ี ชื่อหน่วยการเรยี นร/ู้ รายการสอน สมรรถนะประจาหนว่ ย/เกณฑ์การปฏบิ ตั ิงาน สปั ดาห์ ชวั่ โมง
ที่ ที่
10. ไดแอก 10.1 วดั ทดสอบคุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของได
10 46-50

10.1 โครงสรา้ ง และสัญลักษณ์ของ แอก

ไดแอก PC : ใช้มัลติมเิ ตอรว์ ดั ทดสอบ ไดแอก ดหี รือ

10.2 คุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของ ได เสยี ตามขั้นตอนการวัด

แอก : ประกอบวงจรไดแอกตามขั้นตอนใบงาน

10.3 วงจรใชง้ านของไดแอก การทดลองคุณลักษณะทางไฟฟา้ ของไดแอก

10.4 การแปลความหมายของ

คณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้าของ ไดแอก

10.5 การวดั และทดสอบ

คณุ สมบตั ิของไดแอก

11. ยู. เจ. ที. 11.1วดั ทดสอบคณุ ลักษณะทางไฟฟา้ ของ ย.ู เจ. 11 51-55

11.1 โครงสร้าง และสัญลกั ษณ์ของ ที.

ยู.เจ.ที. PC: ใชม้ ลั ติมเิ ตอรว์ ดั หาตาแหน่งขาและ

11.2 คณุ สมบตั กิ ารทางานของ ยู. ทดสอบ ยู.เจ.ที. ดหี รอื เสียตามขนั้ ตอนการวัด

เจ.ที. : ประกอบวงจร ยู.เจ.ท.ี ตามขน้ั ตอนใบ

11.3 วงจรการใช้งานของ ยู.เจ.ที. งานการทดลองคุณลักษณะทางไฟฟา้ ของยู.เจ

11.4 การวัดทดสอบ ยู.เจ.ที. ที.

12. พ.ี ยู. ที 12.1วดั ทดสอบคุณลกั ษณะทางไฟฟา้ ของ พี.ย.ู 12 56-60

12.5 โครงสร้าง และสัญลกั ษณ์ ที.

ของ พี.ยู.ที. PC: ใช้มลั ตมิ เิ ตอรว์ ดั หาตาแหน่งขาและ

12.6 คณุ สมบตั ิการทางานของ พ.ี ทดสอบ พี.ย.ู ที. ดหี รอื เสียตามขั้นตอนการวดั

ยู.ที. : ประกอบวงจร พ.ี ย.ู ที. ตามข้นั ตอนใบงาน

12. วงจรใชง้ านของ พี.ยู.ที. การทดลองคณุ ลักษณะทางไฟฟา้ ของ พี.ย.ู ที.

12.8 การแปลความหมายของ

คณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของ พี.ย.ู ท.ี

12.9 วดั และทดสอบ พี.ย.ู ที.

กาหนดการสอน

ที่ ชอ่ื หน่วยการเรียนรู้/รายการสอน สมรรถนะประจาหน่วย/เกณฑ์การปฏบิ ตั งิ าน สัปดาห์ ชวั่ โมง
ที่ ที่
13. วงจรขยาย(คลาส A, B, AB, C 13.1 แสดงความร้เู ร่ืองวงจรขยาย(คลาส A, B,
และ D) AB, C และ D) 13 61-65
13.1 วงจรขยาย PC : ประกอบวงจรขยายคลาสตา่ งๆ ตาม
13.2 วงจรขยายคลาส A ข้ันตอนใบงานการทดลองคุณสมบตั ิของวงจร
13.3 วงจรขยายคลาส B แต่ขยายแต่ละคลาส
13.4 วงจรขยายคลาส AB
13.5 วงจรขยายคลาส C
13.6 วงจรขยายคลาส D

14. วงจรขยาย และการคปั ปลิง 14.1 แสดงความรเู้ ร่ืองวงจรขยาย และการคปั 14 66-70
14.1 วงจรขยายแบบคาสเคด ปลงิ
14.2 การคปั ปลิง PC : ประกอบวงจรขยาย และการคัปปลิงตาม
14.3 วงจรดารล์ งิ ตนั ข้ันตอนใบงานการทดลองวงจรขยายคาสเคด
14.4 วงจรคอมพลเี มนตาร่ี และการคัปปลิง

15. การใชง้ านอุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์ 15.1 สร้างโครงงานอิเล็กทรอนิกส์ ตามขัน้ ตอน 15-17 71-85
(PjBL) และกระบวนการ
15.1หลกั การของวงจรเพาเวอร์ซัพ PC : ผลงานสาเรจ็ ตามวัตถุประสงคท์ วี่ างไว้ มี
พลาย กระบวนการทางานตามขนั้ ตอนของ PjBL มี
15.2 หลกั การเลอื กหม้อแปลง ความปลอดภัยในการนาไปใชง้ าน มคี วามคิด
ไฟฟ้า สร้างสรรค์ รูปแบบสวยงาม นาไปใชง้ านได้จริง
15.3 หลกั การของวงจรเรียงกระแส
15.4 หลกั การของวงจรรักษา
แรงดนั

16. สอบปลายภาค 18 86-90

แผนการจดั การเรียนรู้ หน่วยที่ 1 ช่ัวโมง
จานวน 4

สัปดาหท์ ่ี 1

ชื่อวิชา อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์และวงจร ……………..……………………………………………………………………………………
ชอื่ หน่วย โครงสร้างอะตอม และสารกึง่ ตวั นา ……………………………………………………………………………………………..
ชอื่ เรื่อง โครงสรา้ งอะตอม และสารกงึ่ ตวั นา ……………………………………………………………………………………………….

1.สาระสาคญั

สสารทกุ ชนิดประกอบด้วยอนุภาคท่เี ล็กท่สี ดุ เรยี กว่า อะตอม(atom) ในอะตอม 1 อะตอม จะประกอบไป
ด้วย โปรตอน(proton), นวิ ตรอน(neutron) และอเิ ล็กตรอน(electron) ซึง่ โปรตอน กับนิวตรอน จะอยรู่ วมกนั ตรง
กลาง เรยี กว่านวิ เคลียส(neucleus) โดยมีอิเล็กตรอน วง่ิ อยูร่ อบๆนิวเคลยี ส ในแต่ละช้ันหรอื เซลล์

สารก่ึงตัวนา (semiconductor) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติในการนาไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนาและฉนวน เป็น
วัสดทุ ีใ่ ชท้ าอปุ กรณ์อิเล็กทรอนกิ ส์ มักมีตัวประกอบของธาตุ germanium, selenium, silicon สารก่งึ ตวั นาบรสิ ทุ ธ์ิ
ไม่สามารถนาไปใช้งานได้ ในการนาไปใช้งานต้องมีการเติมสารเจือปนลงไปในสารกึ่งตัวนาบริสุทธิ์ที่เราเรียกการ
โด๊ป (doping) ก็จะได้สารกึ่งตัวนาข้ึนมาสองชนิดคือสารP-Type และสาร N-Type ท่ีจะนาไปผลิตอุปกรณ์
อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ต่อไป

2. สมรรถนะประจาหนว่ ย

1.1 คานวณ อิเล็กตรอน ในตะละวงโคจรของอะตอม
1.2 แสดงความรเู้ รื่องสารกง่ึ ตัวนาท่ีใชผ้ ลิตเปน็ อปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์

3. จดุ ประสงค์การเรียนร้ปู ระจาหน่วย

3.1 จดุ ประสงค์ท่วั ไป
เพือ่ ใหน้ ักเรียนมีความรู้ ความเขา้ ใจ ในโครงสรา้ งของอะตอม คณุ สมบตั ิของสารก่ึงตัวนา และกิจนสิ ัยใน

การคน้ ควา้ ความรเู้ พ่ิมเติม
3.2 จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม / สมรรถนะประจาหน่วย
เม่ือผ้เู รยี นเรียนจบในหน่วยแลว้ ผู้เรียนสามารถ

1. เขียนโครงสร้างของอะตอมไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2. คานวณอิเล็กตรอนในแตล่ ะวงโคจรของธาตไุ ด้ถตู อ้ ง
3. อธบิ ายวาเลนซ์อิเลก็ ตรอนไดอ้ ย่างถกู ต้อง
4. อธบิ ายคุณสมบตั ิของสารกึ่งตวั นาได้ถูกต้อง
5. อธบิ ายคณุ สมบตั ิของรอยต่อ พี เอ็น ไดถ้ ูกต้อง
6. ใฝ่หาความรู้ หม่นั ศึกษาเล่าเรยี น ทั้งทางตรงและทางอ้อม

4. สาระการเรยี นรู้

1.1 โครงสร้างอะตอม
สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุดเรียกว่า อะตอม (atom) ในอะตอม 1 อะตอม จะประกอบไป

ดว้ ย โปรตอน (proton) ซง่ึ มศี ักยท์ างไฟฟ้าเป็นบวก (+) สว่ นนิวตรอน (neutron) เป็นกลางทางไฟฟา้ ซึ่งโปรตอน
กับนิวตรอน จะอยู่รวมกันตรงกลาง เรียกว่านิวเคลียส (neucleus) โดยมีอิเล็กตรอน (electron) ซึ่งมีศักย์ทาง
ไฟฟ้าเป็นลบ (-) วง่ิ อยู่รอบๆนิวเคลียส ดังรูปที่ 1.1 โครงสรา้ งอะตอม

วงโคจรของอิเลก็ ตรอน นิวเคลยี ส

-

- - ++++++ - - - electron
- + proton

neutron

รปู ท่ี 1.1 โครงสร้างอะตอม

อนุภาค มวล ประจุ
โปรตอน 1 หน่วย ประจุบวก(+1)
นวิ ตรอน 2 หนว่ ย ไม่มีประจุ (0)
อิเลก็ ตรอน เกอื บเปน็ 0 ประจลุ บ (-1)

ตารางท่ี 1.1 มวลและประจุของอนุภาคมลู ฐานในอะตอม

1.2 วงโคจรของอเิ ล็กตรอน
จานวนอิเลก็ ตรอนทว่ี ่งิ รอบนิวเคลยี สจะวงิ่ เป็นวงๆ ดังรปู ที่ 1.2 ลาดบั ช้นั ของวงโคจรอิเลก็ ตรอน โดยแตล่ ะวง
โคจรจะมอี ิเล็กตรอนบรรจุอยู่ไมเ่ ทา่ กนั เรยี งลาดบั จากนอ้ ยไปหามากโดยเร่ิมจากวงในสุดคอื วงโคจร K แตล่ ะวงจะ
สามารถบรรจอุ ิเล็กตรอนไดจ้ านวนเท่าใดน้ันคานวณได้จากสูตร

2N2

โดย N คอื ลาดบั วงโคจรทหี่ า่ งจากนิวเคลยี ส

นวิ เคลียส(neucleus) วงโคจรของอิเลก็ ตรอน

KL M NO P Q

รูปท่ี 1.2 ลาดบั ชัน้ ของวงโคจรอิเล็กตรอน

วงโคจรอเิ ล็กตรอนท่ีอยหู่ ่างจากนิวเคลียสจะบอกกากับไว้เป็นตวั อักษร ซง่ึ ในวงในสดุ ทตี่ ิดกับนวิ เคลียสจะ

นบั เปน็ วงแรกคอื วง K และวงที่อยอู่ อกห่างไปเร่ือยๆ ก็จะเป็น L,M,N,O,P,Q ตามลาดับ แตล่ ะวงจะมีอิเล็กตรอนได้

สูงสุดตามสูตร 2N2 เชน่

วงท่ี 1 คือวง K จะมีอเิ ลก็ ตรอนสงู สดุ เท่ากับ 2N2 = 2(1)2 = 2 ตวั

วงที่ 2 คอื วง L จะมีอิเล็กตรอนสงู สุดเทา่ กับ 2N2 = 2(2)2 = 8 ตวั

วงท่ี 3 คอื วง M จะมอี ิเลก็ ตรอนสงู สุดเทา่ กบั 2N2 = 2(3)2 = 18 ตวั

วงท่ี 4 คือวง N จะมอี ิเล็กตรอนสูงสดุ เทา่ กับ 2N2 = 2(4)2 = 32 ตวั

วงท่ี 5 คือวง O จะมีอเิ ลก็ ตรอนสงู สุดเท่ากบั 2N2 = 2(5)2 = 50 ตวั

โดยต้งั แตว่ ง O เป็นต้นไป จานวนอิเลก็ ตรอนทบ่ี รรจลุ งไปจะไม่เต็มจานวนตามสูตรที่ คานวณได้

1.3 วาเลนซ์อิเล็กตรอน (Valence Electron)
อะตอมของธาตุแต่ละชนิดจะมีจานวนอิเล็กตรอน ไม่เท่ากัน ซ่ึงจะทาให้การบรรจุอิเล็กตรอนลงในแต่ละช้ัน
(Shell) หรือแต่ละวงโคจรไม่เท่ากันหรือบางครั้งไม่เต็มจานวนเช่น วง Lจะมีอิเล็กตรอนสูงสุดได้ 8 ตัว แต่อาจจะมี
ไม่ถึง 8 ตัวก็ได้ขึ้นอยู่กับจานวนอิเล็กตรอนของธาตุนั้นๆว่ามีถึง 8 ตัวหรือไม่ แต่จะมีข้อจากัดในการบรรจุ
อิเล็กตรอนลงวงโคจรอย่างหน่ึงคือ อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่วงนอกสุดจะมีอิเล็กตรอนได้มากสุดไม่เกิน 8 ตัว
อิเล็กตรอนวงนอกสุดจะอยู่ที่วงใดก็ได้ไม่จาเป็นจะอยู่วง Q เท่าน้ัน วงท่ีถูกบรรจุอิเล็กตรอนเป็นวงสุดท้ายของธาตุ
เรียกอิเล็กตรอนวงนอกสุดนว้ี ่า วาเลนซ์อิเลก็ ตรอน (Valence Electron) วาเลนซ์อิเลก็ ตรอนในธาตุแต่ละชนิดจะ
มีจานวนไม่เทา่ กนั ดงั ตัวอยา่ งรูปที่ 1.3 แสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนของอะตอมของโซเดียมและคลอรีน

ตัวอย่างท่ี 1. การคิดคานวณการจัดเรยี งจานวนอิเล็กตรอนในวงโคจรของอิเล็กตรอนของธาตุโซเดียม และคลอรนี

โดยใชส้ ตู ร 2N2

เมอ่ื คลอรนี (Cl) มเี ลขอะตอม 17 จะมีจานวนอิเลก็ ตรอนรวมกันอยู่ 17 ตวั ใช้สูตร 2N2

วงท่ี 1 คอื วง K จะมอี ิเล็กตรอนสูงสดุ เทา่ กับ 2N2 = 2(1)2 = 2 ตวั

วงที่ 2 คอื วง L จะมีอเิ ล็กตรอนสงู สุดเท่ากบั 2N2 = 2(2)2 = 8 ตวั

วงท่ี 3 คือวง M จะมีอเิ ล็กตรอนสงู สดุ เทา่ กับ ……………………………………

จากการคานวณจะเห็นว่าเม่ือนาอิเลก็ ตรอนวงที่ 1 กับ 2 รวมกัน จะมีอิเล็กตรอนจานวน 10 ตัว ดังนั้นใน

วงท่ี 3 จะมอี เิ ล็กตรอนเพียง 7 ตวั ซึง่ เปน็ อเิ ลก็ ตรอนวงนอกสดุ ท่เี ราเรยี กว่า วาเลนซอ์ ิเล็กตรอน

เมอ่ื โซเดียม (Na) มีเลขอะตอม 11 จะมีจานวนอิเลก็ ตรอนรวมกันอยู่ 11 ตวั ใช้สตู ร 2N2

วงที่ 1 คือวง K จะมีอิเลก็ ตรอนสูงสดุ เทา่ กบั 2N2 = 2(1)2 = 2 ตวั

วงท่ี 2 คือวง L จะมีอิเล็กตรอนสงู สดุ เท่ากบั 2N2 = 2(2)2 = 8 ตวั

วงท่ี 3 คอื วง M จะมอี เิ ล็กตรอนสูงสดุ เทา่ กบั ……………………………………

จากการคานวณจะเห็นวา่ เมื่อนาอิเล็กตรอนวงที่ 1 กับ 2 รวมกัน จะมีอิเล็กตรอนจานวน 10 ตัว ดังน้ันใน

วงท่ี 3 จะมีอเิ ลก็ ตรอนเพยี ง 1 ตวั ซงึ่ เป็นอเิ ลก็ ตรอนวงนอกสดุ ท่เี ราเรยี กว่า วาเลนซอ์ ิเลก็ ตรอน

วาเลนซอ์ เิ ล็กตรอน

Cl Na

(ก) อะตอมของคลอรีน (ข) อะตอมของโซเดยี ม (Na)

รปู ที่1.3 แสด(Cงกl)ารจัดอิเล็กตรอนของอะตอมโซเดียมและคลอรีน

วาเลนซ์อิเล็กตรอนหรืออิเล็กตรอนวงนอกสุดจะเป็นตัวบ่งบอกถึงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสสารหรือธาตุต่างๆ ซ่ึง

สามารถแบง่ ออกเป็น 3 ชนดิ คือ ตวั นาไฟฟ้า , สารก่ึงตวั นา และฉนวนไฟฟ้า โดยจะกาหนดจากสสารหรือธาตุที่มี

วาเลนซ์อิเล็กตรอนดังน้ี

ตัวนาไฟฟ้า (Conductor) จะมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนจานวน 1 - 3 ตัว ซ่ึงอิเล็กตรอนสามารถหลุดออกจากอะตอม
ได้โดยงา่ ยเม่ือมพี ลงั งานหรอื แรงมากระทาเพยี งเล็กน้อย นากระแสไฟฟ้าได้ดี ธาตุเหลา่ นี้เช่น ทองคา, เงิน, ทองแดง
, อลมู เิ นยี ม, เหลก็ , สังกะสี เป็นต้น
สารกึ่งตัวนา (Semi – Conductor) ธาตุที่จัดเป็นจาพวกสารกึ่งตัวนาไฟฟ้า คือธาตุที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 4
ตัว ซ่ึงมีคุณสมบัติอยู่ก่ึงกลางระหว่างตัวนาไฟฟ้าและฉนวนไฟฟ้า ธาตุก่ึงตัวนาไฟฟ้านี้จะนิยมนาไปใช้ผลิตเป็น
อปุ กรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตา่ งๆ ธาตทุ ี่จัดวา่ เป็นสารกึ่งตัวนาได้แก่ คาร์บอน ซลิ คิ อน เจอร์เมเนียม ดีบุก ตะก่ัว แต่ท่ี
นิยมนาไปผลิตเป็นอุปกรณอ์ ิเล็กทรอนิกสม์ ี2 ชนิด คือ ซลิ ิคอน (Si) และเจอร์เมเนียม(Ge)
ฉนวนไฟฟ้า (Insulator) ธาตุที่จัดเป็นจาพวกฉนวนไฟฟ้า คือธาตุที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 5 - 8 ตัว ซ่ึงอิเล็กตรอน
ไม่สามารถหลุดออกจากอะตอมได้โดยง่าย จะต้องใช้พลังงานสูงมาก ๆ มากระทาอิเล็กตรอนจึงหลุดออกได้
กระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นได้ยาก มคี ่าความตา้ นทานไฟฟา้ สูงมาก ฉนวนเหล่าน้นั เชน่ ไมกา้ , แกว้ , พลาสติก
ไม้แห้ง เป็นต้น

1.4 สารกง่ึ ตวั นา (Semi – Conductor)
คอื ธาตุที่มวี าเลนซอ์ เิ ล็กตรอนหรอื อเิ ลก็ ตรอนวงนอกสุด 4 ตวั ซ่งึ มคี ุณสมบัติอยูก่ ่ึงกลางระหว่างตัวนา

ไฟฟ้าและฉนวนไฟฟ้า ธาตุก่งึ ตัวนาทน่ี ยิ มนามาผลิตเปน็ อปุ กรณส์ ารกึ่งตัวนาไดแ้ ก่ ธาตุซิลิคอน (Silicon : Si) และ
ธาตุเจอร์เมเนียม(Germaniums : Ge) ในการพิจารณาคุณสมบตั ิของสารกงึ่ ตวั นาพิจารณาใน 2 ลกั ษณะดงั นี้
1.4.1 สารกึ่งตัวนาบริสุทธิ์ (Intrinsic semi-conductor) คือ ธาตุกึ่งตัวนาที่บริสุทธิ์ที่ยังไม่ได้เติมสารเจือปน
ใดๆ ลงไป ซึ่งในที่นี้ได้แก่ธาตุกึ่งตัวนาซิลิคอน และธาตุกึ่งตัวนาเจอร์เมเนียม ธาตุทั้งสองชนิดนี้จะมี
วาเลนซ์อิเล็กตรอน 4 ตัว แต่จานวนอิเล็กตรอนทั้งหมดจะไม่เท่ากัน โดยซิลิคอนจะมีอิเล็กตรอนท้ังหมด 14 ตัว
ส่วนเยอรมันเนียมจะมีอิเล็กตรอนท้ังหมด 32 ตัว ต่อหน่ึงอะตอม ดังรูปที่ 1.4 แสดงจานวนอิเล็กตรอนในแต่ละ
วงโคจรของอะตอมซิลิคอน และเจอร์เมเนียม

วาเลนซ์อเิ ลก็ ตรอน จานวน 4 ตวั

Si Ge

(ก) อะตอมของธาตุซลิ คิ อน (Si) มจี านวน 14 (ข) อะตอมของธาตุเจอร์เมเนียม(Ge) มีจานวน 32 ตวั
ตวั

รปู ที่ 1.4 แสดงจานวนอิเล็กตรอนในแต่ละวงโคจรของอะตอมซิลิคอน และเจอร์เมเนียม

โครงสร้างของอะตอมของธาตุซิลิคอน และโครงสร้างอะตอมของธาตุเจอร์เมเนียมเมอ่ื อยู่รวมกนั หลายๆ
อะตอมจะจับกันเปน็ ผลึกในรูปของพันธะโควาเลนซ์ (Covalence Bond) ดงั นั้นหนึง่ อะตอมจะตอ้ งใช้อเิ ลก็ ตรอน
รว่ มกันกับอะตอมข้างเคียง 4 อะตอม จึงจะมีอเิ ล็กตรอนวงนอกสดุ ครบ 8 ตัว เพ่อื ให้อะตอมอยู่ในสภาพทเี่ สถยี ร

ดงั รปู ท่ี 1.5 แสดงการใช้อิเลก็ ตรอนร่วมกันของธาตุก่ึงตวั นา ซิลิคอน และธาตเุ จอร์เมเนยี ม

Ge Ge Si Si
Ge Ge Si Si

Ge Si

(ข) ธาตเุ จอร์เมเนยี ม (ก) ธาตุซิลคิ อน

รูปที่ 1.5 แสดงการใช้อิเลก็ ตรอนร่วมกันของธาตุกึ่งตัวนา ธาตุเจอร์เมเนียม และซลิ คิ อน

1.4.2 สารกึ่งตัวนาไม่บริสุทธ์ิ (Extrinsic semi-conductor) คือการนาเอาธาตุกึ่งตัวนาท่ีบริสุทธิ์อัน
ได้แก่ธาตุซิลิคอน หรือธาตุเจอร์เมเนียม มาเติมสารเจือปนลงไปหรือเรียกว่าการโด๊ป (Doping) ธาตุท่ีนามาเจือปน
ต้องมีคุณสมบัติดังนี้คือต้องเป็นธาตุท่ีมีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 3 ตัว หรือธาตุเจือปนที่มีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 5 ตัว
เมอื่ นามาเจอื ปนกับธาตุก่ึงตัวนาที่บรสิ ทุ ธิ์ จะทาใหไ้ ดส้ ารกึง่ ตัวนาทไี่ ม่บรสิ ุทธิ์ขึ้นมา ดังนี้

1) สารกึ่งตัวนาชนิดเอ็น (N – Type Semiconductor) เป็นสารก่ึงตัวนาที่ไม่บริสทุ ธิ์ ที่ได้มาจาก
การเตมิ ธาตเุ จอื ปนที่มีวาเลนซ์อเิ ล็กตรอน หรืออิเลก็ ตรอนวงนอกสุด 5 ตวั เช่น ฟอสฟอรสั , อาเซนิค อยา่ งใดอย่าง
หนึ่งลงไปในธาตุซิลิคอน หรือเจอร์เมเนียมบริสุทธ์ิ ตัวอย่างดังรูปท่ี 1.6 การเติมธาตุเจือปนฟอสฟอรัสลงในธาตุ
ซลิ ิคอนบรสิ ทุ ธิ์

อิเล็กตรอนอสิ ระแสดงประจลุ บ (-)

Si

Si P Si

Si

รปู ท่ี 1.6 การเตมิ ธาตุเจือปนฟอสฟอรสั ลงในธาตซุ ลิ ิคอนบรสิ ุทธ์ิ

จากรูปที่ 1.6 การเตมิ ธาตเุ จอื ปนฟอสฟอรสั ลงในธาตซุ ิลิคอนบริสุทธิ์ จะทาให้อเิ ล็กตรอนวงนอกสุดของ
แตล่ ะอะตอมของธาตุท้ังสองชนิดแลกเปลีย่ นอเิ ลก็ ตรอนซึ่งกนั และกัน หรอื ใช้อิเลก็ ตรอนร่วมกนั ให้ได้ 8 ตวั เพ่อื ให้
อะตอมอยู่ในสภาพทเี่ สถยี ร ทาใหเ้ หลอื อิเล็กตรอนของธาตุเจอื ปนอยู่ 1 ตัว ที่ไมส่ ามารถจบั ตัวกบั อะตอมขา้ งเคยี ง
ของธาตุกึ่งตัวนาบรสิ ุทธไิ์ ด้

เรียกอเิ ล็กตรอนตวั นวี้ า่ อิเลก็ ตรอนอสิ ระ (Free electron ) เพราะมันสามารถเคลอื่ นท่ไี ด้ ซ่งึ จะแสดงประจลุ บ
ออกมา จึงทาให้ไดส้ ารก่งึ ตัวนาไม่บริสทุ ธชิ์ นิด N – Type หรอื Negative Type ขน้ึ มา ซง่ึ สามารถเขียนโครงสรา้ งของสารก่ึง
ตัวนาชนิด N-Type ได้ดังรูปท่ี 1.7 โครงสร้างภายในสารกึ่งตัวนาไม่บริสทุ ธ์ชิ นิด N – Type

พาหะข้างน้อย (Minority Carrier) พาหะขา้ งมาก (Majority Carrier)

+--- +-- -+- ---+-+-- -
-
-

รปู ที่ 1.7 โครงสร้างภายในสารกึ่งตัวนาไม่บริสทุ ธ์ชิ นดิ N – Type

จากรปู ที่ 1.7 โครงสร้างภายในสารกึง่ ตัวนาไมบ่ ริสุทธ์ชิ นดิ N – Type จะเหน็ ว่าภายในโครงสร้าง
ของสารจะประกอบด้วยอิเล็กตรอนอิสระท่ีมีศักย์ทางไฟฟ้าเป็น (-) อยู่จานวนมากเราเรียกว่าพาหะข้างมาก
(Majority Carrier) สว่ นประจุบวก(+) มีจานวนนอ้ ยนิดเราเรียกว่าพาหะข้างนอ้ ย (Minority Carrier)

2) สารกงึ่ ตวั นาชนดิ พี (P-Type Semiconductor) สารก่งึ ตวั นาชนิดพีเป็นสารก่ึงตวั นาที่ไม่

บริสุทธิ์ ที่ได้มาจากการเติมธาตเุ จอื ปนทมี่ ีวาเลนซ์อเิ ลก็ ตรอน 3 ตัว เชน่ โบรอน, อินเดียม, แกลเลยี ม อย่างใดอยา่ ง
หนง่ึ ลงไปในธาตุซลิ คิ อน หรอื ธาตุเจอรเ์ มเนยี มบรสิ ทุ ธ์ิ ตัวอยา่ งดงั รูปท่ี 1.8 การเติมธาตเุ จอื ปนโบรอน (Br)

ลงในธาตุซลิ คิ อนบรสิ ทุ ธ์ิ โฮลแสดงประจบุ วก (+)

Si )

Si Br Si

Si

รูปที่ 1.8 การเติมธาตุเจือปน โบรอน (Br) ลงในธาตุซลิ คิ อนบรสิ ทุ ธิ์

จากรูปท่ี 1.8 การเติมธาตเุ จอื ปน โบรอน (Br) ลงในธาตุซลิ คิ อนบริสุทธ์ิ จะทาใหอ้ เิ ล็กตรอนวงนอกสุดของ
แต่ละอะตอมแลกเปล่ียนอิเล็กตรอนซึ่งกันและกัน หรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเพ่ือให้ครบ 8 ตัว เพื่อให้อะตอมอยู่ใน
สภาพเสถียร แต่จากรูปท่ี 1.8 จะเห็นว่าอะตอมของธาตุเจือปนจะขาดอิเล็กตรอนอีก 1 ตัว เพราะธาตุเจือปนมี
อิเล็กตรอนวงนอกสุดเพียง 3 ตัวเมื่อจับคู่กันแล้วทาให้อิเล็กตรอนของธาตุก่ึงตัวนาบริสุทธ์ิเหลืออยู่ 1 ตัวทาให้เกิด
“หลมุ ” เปิดอยู่ เพ่อื รอรับอิเล็กตรอนจากภายนอกให้มาจบั ตวั ก็จะเกิดความพอดี เมอื่ เทียบศกั ย์ทางไฟฟ้าของหลุม
น้ีแล้วมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก เรียกหลุมนี้ว่าโฮล (Hole) หากมีอิเล็กตรอนที่เป็นประจุลบ (-) กระโดดเข้ามาในหลุม
ทาให้โฮลซ่ึงเป็นประจุบวกหายไป ในทานองเดียวกันเมื่ออิเล็กตรอนกระโดดเข้ามาแทนที่ในหลุมทาให้ตาแหน่งท่ี
อิเล็กตรอนกระโดดมานั้นขาดประจุลบทาให้เกิดเป็นหลุมหรือโฮลขึ้นมาแทน ดังรูปท่ี 1.9 การเคลื่อนท่ีของ
อิเล็กตรอน และโฮล จึงทาให้ได้สารก่ึงตัวนาชนิด P – Type หรือ Positive –Type ข้ึนมา ดังรูปท่ี 1.10 สารกึ่ง
ตัวนาไม่บริสทุ ธช์ิ นิด P – Type

+ -โฮล (+) - -+
)

(ก) อิเลก็ ตรอนกระโดดเขา้ หาโฮล (ข) เกิดหลุมในตาแหน่งท่ี (ค) เกดิ ประจบุ วกในหลุม
(ข) อิเลก็ ตรอนกระโดดออกมราูปท่ี 1.9 การเคลื่อนทีข่ องอิเล็กตรอน และโฮล

พาหะขา้ งน้อย (Minority Carrier) ) พาหะขา้ งมาก (Majority Carrier)

+++++-+++++--+++-++-

รปู ที่ 1.10 สารก่ึงตัวนาไม่บรสิ ุทธ์ิชนิด P – Type
จากรูปที่ 1.10 โครงสรา้ งภายในสารกึ่งตัวนาไม่บริสุทธิ์ชนิด P – Type จะเหน็ ว่าภายในโครงสร้างของสาร
จะประกอบด้วยโฮลที่มีศักย์ทางไฟฟ้าเป็น (+) อยู่จานวนมากเราเรียกว่าพาหะข้างมาก (Majority Carrier) ส่วน
ประจุลบ(-) มีจานวนนอ้ ยนดิ เราเรียกวา่ พาหะขา้ งน้อย (Minority Carrier)

1.5 รอยตอ่ พี เอน็
สารกึ่งตัวนาท่ีไม่บริสุทธิ์ทั้งชนิด P-Type และชนิด N-Type ท่ีเกิดจากการเติมสารเจือปนลงในธาตุซิลิกอน หรือ
เจอร์เมเนียม มีจานวนอิเล็กตรอนอิสระ และโฮลไม่เท่ากัน กล่าวคือในสาร P-Type จะมีจานวนโฮล มากกว่า
อิเล็กตรอน ส่วนในสาร N-Type มจี านวนอเิ ลก็ ตรอนอสิ ระมากกว่าประจุบวก ทง้ั โฮลและอิเล็กตรอนอิสระ เปน็ ตัว
ที่ทาใหเ้ กิดการไหลของกระแสไฟฟ้าข้นึ ในตัวนาเราจึงเรียกวา่ พาหะ (Carrier)

รอยต่อ (P-N Junction) อิเลก็ ตรอนอิสระ(-)
โฮล(+) P - Type Carrier N - Type Carrier
Carrier +++++-+++++Ca-r-+r+i)er+- Ca+r--rie-r+-- -+-) -C--a+r-ri+)e--r
) +- - )
+ --

รปู ที่ 1.11 รอยต่อพเี อ็น( P-N Junction)
จากรูปท่ี 1.11 เมื่อนาสารก่ึงตัวนาชนิด P-type และ N-type มาต่อกัน ซ่ึงจุดท่ีสารกึ่งตัวนาทั้งสองสัมผสั
กันเรียกว่า รอยต่อ (Junction) โดยรอยต่อน้ีจะยอมให้อิเล็กตรอนอิสระ(-) ที่มีอยู่ มากในด้าน N- type เคล่ือนที่
ข้ามไปรวมกบั โฮล(+) ในด้าน P- type เราสามารถพิจารณาการทางานของรอยต่อได้ดงั น้ี

1.5.1 ไมต่ ้องป้อนแรงดันจากภายนอกให้กับรอยต่อP-N จะมกี ารเปล่ียนแปลงดังน้ี ตรงรอยต่อสาร P และ
สาร N จะเกิดการถ่ายเทระหว่างโฮล (+) ที่อยูใ่ นสาร P กับอเิ ลก็ ตรอนอสิ ระ (-) ทอี่ ยู่ในสาร N ดงั รูปที่ 1.12 แสดง
การถ่ายเทของโฮล และอิเลก็ ตรอนอิสระ

โฮลไหลออกไปกลายเปน็ อิออนลบ อเิ ลก็ ตรอนไหลอออกไปกลายเปน็ อิออนบวก

Carrier P - Type N -CTayrprier
) ---- ---Ca-+r-ri+)-e+r-+--+-++-+-+--+-+++++----++++----+++--C--+--a++r-r+i)e+r++++++ +++
)

รปู ที่ 1.12 แสดงการถา่ ยเทของโฮล และอเิ ลก็ ตรอนอสิ ระ
จากรปู ท่ี 1.12 โฮล (+) ในสาร P จะไหลออกไป ประจบุ วกที่ขาดหายจะกลายเปน็ อิออน ทีม่ ปี ระจุเป็นลบ
(-) เข้ามาแทนที่ สวนในสาร N อิเล็กตรอนอิสระไหลออกไป อิออนบวกก็จะเข้ามาแทนที่ ทาให้เกิดสนามไฟฟ้า
ข้ึนมา โดยสารชนิด P เป็นข้ัวลบ ส่วนสารชนิด N เป็นขั้วบวก เกิดแบตเตอร์รี่สมมุติข้ึนมาตรงรอยต่อ (Depletion
Region) ดังรูปท่ี 1.13 รอยตอ่ (Depletion Region)

Depletion Region

P-type N-type)

----C--a-rr)i-e+-r- ---- - --- ++++++++++Ca++rr)+ie++r +++ +
- ++

รูปท่ี 1.13 รอยตอ่ (Depletion Region)
จากรูปท่ี 1.13 ทาให้พื้นที่หรือช้ันของรอยต่อซึ่งประกอบข้ึนจากประจุไฟฟ้าบวกด้านหนึ่ง และประจุไฟฟ้าลบอีก
ด้านหน่ึง ทาให้เกิดช้ันของรอยต่อเรียกว่า "Depletion Region" ซึ่งเม่ือชั้นของรอยต่อเริ่มก่อตัวข้ึนมีผลทาให้ไม่มี
การรวมตัวระหว่างอิเล็กตรอนอิสระ และโฮล กล่าวอีกนัยหน่ึงก็คือ ประจุไฟฟ้าลบใน P-type ท่ีอยู่ใกล้กับบริเวณ
รอยตอ่ จะผลกั อิเล็กตรอนอสิ ระจาก N-type ไมใ่ ห้เข้ามารวมอีก จากปฏกิ ริ ยิ านจี้ ะเป็นการปอ้ งกันไมใ่ ห้ Depletion
Region ขยายกว้างออกไปอีกประจุไฟฟ้าบวก และประจุไฟฟ้าลบที่บริเวณรอยต่อน้ีจะมีศักย์ไฟฟ้าสะสมในตัว
ระดับหนึ่งและเน่ืองด้วยประจุทั้งสองมีขั้วตรงกันข้ามกัน จึงทาให้เกิดความต่างศักย์ทางไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า
ปรากฏคร่อมรอยตอ่

1.5.2 ปอ้ นแรงดนั ไฟฟ้าจากภายนอกให้กบั รอยตอ่ P-N มดี ้วยกันสองลกั ษณะดงั น้ี
1) การจ่ายไฟไบแอสตรง (Forward Bias) ให้กับรอยต่อ P-N เป็นการจ่ายแรงดันฟ้าบวกให้กับ

สาร P-Type และจ่ายลบให้กับสาร N-Type หรือการจ่ายไฟถูกข้ัวให้กับรอยต่อ P-N ดังรูปท่ี 1.14 การให้ไฟ
ไบแอสตรงกับรอยตอ่ P-N

P-type N-type

+++++-+C+a++rr)+ie-r-++-+++ ---- +-- -+-Ca--rr-)i+e-r+-- +-- -

แหลง่ จา่ ยไฟฟ้ากระแสตรง

Carrier + - -+

) แอมป์มเิ ตอร์

รูปที่ 1.14 การใหไ้ ฟไบแอสตรงกับรอยต่อ P-N Carrier
จากรูปท่ี 1.14 การให้ไฟไบแอสตรงกบั รอยต่อ P-N ทาให้เกดิ สนามหกั ล้างกับส)นามไฟฟา้ จากอิออน ทา
ให้ชั้นรอยตอ่ แคบลง โฮลที่สาร P-Type จะถูกแรงดันลบทางด้านสาร N-Type ดูดเข้าหากัน ในทานองเดยี วกนั
อิเล็กตรอนที่อยู่ดา้ นสาร N จะถกู แรงดันบวกท่ีใหแ้ ก่สาร P-Type ดดู เขา้ ไปเชน่ กันมผี ลทาให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

รอยต่อ P-N ดังรปู ท่ี 1.15 การไหลของกระแสผ่านรอยต่อ P-N ขณะให้ไฟไบแอสตรง

P-type N-type
++++ +-+C+a++r+r)i-e-r ++- +++ ---- +-- C-a+-rr)-i-e-r+-+--
++ +-- - --
+ -
+ -

แหลง่ จ่ายไฟฟา้ กระแสตรง

Carrier + - -+

) แอมป์มเิ ตอร์

รปู ท่ี 1.15 การไหลของกระแสผ่านรอยต่อ P-N ขณะให้ไฟCไบarแriอeสrตรง

2) การจ่ายไฟไบแอสกลบั (Reverse Bias) ให้กับรอยต่อ P-N เปน็ การ)จ่ายแรงดันฟา้ บวกใหก้ บั

สาร N-Type และจ่ายลบให้กับสาร P-Type หรือการจ่ายไฟกลับขั้วให้กบั รอยต่อ P-N ดังรปู ที่ 1.16 การใหไ้ ฟ

ไบแอสกลบั กบั รอยตอ่ P-N

P-type N-type
+++++-+Ca+r++r)+ie-r- ++ ---- -+-Ca--rr)-i+e-r+-- +- -
+ + +-- -
+-

แหลง่ จ่ายไฟฟ้ากระแสตรง

Carrier - + +-

) แอมป์มเิ ตอร์

รปู ที่ 1.16 การใหไ้ ฟไบแอสกลบั กับรอยต่อ P-N Carrier

รูปท่ี 1.16 การให้ไฟไบแอสกลับกับรอยต่อ P-N จะเกดิ สนามไฟฟา้ ทิศทางเดยี วกับสนามไฟฟ)้าท่ีเกดิ จากออิ อน

ตรงรอยต่อ เปน็ ผลใหช้ ้ันของรอยตอ่ ขยายกวา้ งข้นึ ทาให้โฮล และอิเลก็ ตรอนอิเลก็ ตรอนไม่สามารถวงิ่ จับค่กู ันไดจ้ งึ

ไมม่ ีกระแสไหลผ่านรอยต่อ P-N ดังรูปท่ี 1.17ผลจากการให้ไฟไบแอสกลบั กบั รอยต่อ P-N

P-type N-type

++C++arr)+-i+er++++ --++-+++ ---- +-- -+- ---C+-arr)---ier--- -

แหล่งจา่ ยไฟฟ้ากระแสตรง

Carrier - + +-

รปู ที่ 1.17 ผลจากการให)้ไฟไบแอสกลบั กบั รอยต่อ P-N แอมป์มิเตอร์
Carrier

)

5. กจิ กรรมการเรียนรู้ (สัปดาหท์ ่ี 1)

การจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยเน้นผู้เรียนเป็นสาคัญ เรื่อง โครงสร้างอะตอม และสารก่ึงตัวนา
1) เน่ืองจากเป็นการเข้าสอนคร้ังแรกของรายวิชาน้ีผู้สอน ทาการช้ีแจงรายละเอียดของวิชาน้ีเริมต้ังแต่ช่ือ
วชิ า รหสั วิชา จุดประสงค์รายวิชา สมรรถนะของการเรียนวชิ าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร รวมถงึ กระบวนการ
เรียนการสอน เกณฑ์การวัดผล เวลาเรียน กฎระเบียบการใช้ห้องเรียน ใช้เวลาชี้แจง (20 นาที) โดยจัดทาคู่มือ
ประกอบการอธบิ ายให้กบั ผู้เรียน

2) ให้ผเู้ รยี นไดซ้ ักถามถึงรายละเอียดของข้อมลู ทีย่ ังไม่เข้าใจ ใชเ้ วลา (5นาที)

3) ผสู้ อนใหผ้ เู้ รยี นทาแบบทดสอบก่อนเรยี นท่ี 1 เร่ืองอะตอม และสารกึ่งตวั นา ใชเ้ วลา (10นาที)

4) ผู้สอนให้ผู้เรียนได้ดูการเคลอื่ นไหวของอะตอมของธาตจุ ากส่อื การสอนที่ครูผสู้ อนไดจ้ ัดทาขนึ้ พร้อมกับ
สอบถามถึงความร้ทู ีไ่ ด้ดูจากสื่อ ใชเ้ วลา (10 นาท)ี โดยใช้ส่ือวดี โี อหน่วยท่ี 1 อะตอม และสารก่ึงตวั นา

5) ผู้สอน และผ้เู รียนร่วมกนั สรปุ โครงสร้างอะตอมอีกครั้ง ใชเ้ วลา (5 นาท)ี

6) ผู้สอนแจกใบความรหู้ น่วยที่ 1 เรอ่ื งโครงสร้างอะตอม สารกง่ึ ตวั นา

7) ผูเ้ รยี นทกุ คนศึกษาทาความเขา้ ใจเน้ือหาใน ใบความรหู้ น่วยท่ี 1 เรอ่ื งโครงสรา้ งอะตอม สารกึง่ ตัวนา ใน
หวั ข้อท่ี 1.1โครงสร้างของอะตอม หวั ขอ้ ท่ี 1.2 วงโคจรของอิเลก็ ตรอน และหัวข้อท่ี 1.3 วาเลนซ์อิเลก็ ตรอน ใช้
เวลา (30 นาที)

8) ครูผสู้ อนและผู้เรียนชว่ ยกันสรุปเนือ้ หาเร่อื งโครงสร้างอะตอม และให้ความรูเ้ พม่ิ เตมิ ก่อนทาการสอนใน
หวั ข้อที่ 1.4 สารกงึ่ ตัวนา และ 1.5 รอยต่อ พี – เอ็น ใชเ้ วลา (25 นาท)ี

9) ผเู้ รียนทกุ คนศกึ ษาทาความเขา้ ใจเนื้อหาใน ใบความรทู้ ี่ 1 เร่ืองโครงสรา้ งอะตอม สารกึง่ ตวั นา ในหัวขอ้
ท่ี 1.4 สารกึ่งตัวนา หวั ข้อที่ 1.5 รอยต่อ พี เอ็น ใช้เวลา (30 นาท)ี

10) ครูผ้สู อนและผเู้ รียนช่วยกันสรุปเน้อื หาเร่ืองโครงสรา้ งอะตอม และให้ความรู้เพม่ิ เติมกอ่ นทาทาใบงาน
ที่ 1 อะตอม และวงโคจร ใชเ้ วลา (25 นาท)ี

11) ครผู ู้สอนใหน้ กั เรยี นแบง่ กลุม่ กลุม่ ละ 3 คนตามความสมคั รใจ

12) ครผู สู้ อนมอบใบงานที่ 1.1 เรอ่ื ง อะตอม อเิ ล็กตรอน และวงโคจร ใหผ้ เู้ รียนแต่ละกล่มุ ใชเ้ วลา (5
นาที)

13) ครูผสู้ อนใหค้ าแนะนา ชแ้ี นะ และสังเกตพฤติกรรมของผ้เู รยี นทุกกลุ่ม โดยใชแ้ บบสังเกตพฤตกิ รรมที่
1.1 ใช้เวลา (45 นาท)ี

14) ผเู้ รยี นแตล่ ะกลุม่ นาผลงานจากใบงานท่ี 1 ออกมานาเสนอกลุ่มละ 5 นาที

15) ครรู ว่ มอภิปรายให้ข้อเสนอแนะประเมินผลงานโดยใช้ใบประเมินผลงานหนว่ ยที่ 1 อะตอมและสารก่งึ
ตวั นาใช้เวลา (40 นาท)ี

16) ผู้สอนและผู้เรยี นร่วมกันสรุปสิ่งทเี่ รียนมาท้ังหมด ก่อนทาแบบทดสอบหนว่ ยท่ี 1 โครงสร้างอะตอม
และสารกงึ่ ตวั นา ใชเ้ วลา (20 นาท)ี

17) ผูส้ อนอบรมอบรมคุณธรรมจรยิ ธรรม กอ่ นทาความสะอาดหอ้ งเรยี น ใชเ้ วลา (25 นาท)ี

6.สื่อและแหลง่ การเรยี นรู้

6.1 ค่มู ือประกอบการอธบิ ายให้กบั ผูเ้ รยี น
6.2 วดี ีโอหน่วยท่ี 1 อะตอม และสารกงึ่ ตวั นา
6.3 ใบความรู้หน่วยที่ 1 เร่ืองโครงสร้างอะตอม และสารกึ่งตวั นา
6.4 ใบงานที่ 1 เร่อื ง อะตอม อเิ ลก็ ตรอน และวงโคจร
6.5 แบบทดสอบหนว่ ยที่ 1 โครงสร้างอะตอมและสารก่งึ ตัวนา

7. หลักฐานการเรยี นรู้

7.1 หลกั ฐานการเรยี นรู้
1) แบบทดสอบหน่วยท่ี 1 โครงสร้างอะตอมและสารกึง่ ตัวนา
2) ใบงานที่ 1
3) แบบประเมนิ พฤติกรรม
4) แบบสังเกตการณ์ปฏบิ ัตงิ าน

7.2 หลกั ฐานการปฏิบตั ิงาน
1) ใบงานที่ 1
2) แฟ้มสะสมผลงาน

8. การวัดและประเมินผล

จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม วธิ ีการวดั เคร่ืองมือ ผปู้ ระเมนิ
ครผู สู้ อน
1.เขียนโครงสรา้ งของอะตอม 1.ทดสอบ 1. แบบทดสอบหน่วยที่ 1
ครูผสู้ อน
ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง 2.ตรวจผลงานจาก 2. ใบงานที่ 1 ครูผูส้ อน

2. คานวณอิเล็กตรอนในแตล่ ะ ใบงาน 3.แบบสงั เกตการณ์ปฏบิ ัติงานท่ี 1

วงโคจรของธาตไุ ดถ้ ตู ้อง

3. อธบิ ายวาเลนซอ์ เิ ล็กตรอน

ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

4. อธบิ ายคณุ สมบัติของสารก่ึง 1.ทดสอบ 1. แบบทดสอบหนว่ ยท่ี 1

ตวั นาได้ถกู ตอ้ ง

5.อธิบายคณุ สมบัตขิ องรอยต่อ 1.แบบสงั เกตพฤติกรรมท่ี1
พี เอ็น ได้ถกู ต้อง

6.ใฝ่หาความรู้ หมน่ั ศกึ ษาเล่า สังเกตพฤติกรรม
เรยี น ทั้งทางตรงและทางอ้อม

9.เอกสารอา้ งองิ

พันธศ์ ักดิ์ พฒุ ิมานิตพงศ์. อเิ ลก็ ทรอนิกส์ในงานอุตสาหกรรม. กรงุ เทพฯ : สานกั พิมพซ์ ีเอ็ดยเู คช่ัน, 2553
ชัยวฒั น์ ลมิ้ พรจติ รวิลัย. คูม่ ือนักอิเล็กทรอนิกส์.กรุงเทพฯ : สานักพิมพซ์ ีเอด็ ยูเคช่นั ,
อดุลย์ กัลยาแกว้ .อปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์และวงจร(อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนกิ ส์).กรุงเทพฯ : สานักพมิ พศ์ ูนย์สง่ เสริม

อาชีวะ,2546
สมาคมส่งเสรมิ เทคโนโลยี (ไทย-ญีป่ ุ่น).เทคโนโลยสี ารกึ่งตัวนา.กรุงเทพฯ : บริษทั ดวงกมลสมยั จากดั

10. บันทกึ ผลหลงั การจดั การเรียนรู้

10.1 ข้อสรปุ หลังการจดั การเรียนรู้

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

10.2 ปญั หาท่พี บ

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

10.3 แนวทางแกป้ ญั หา

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

รายงานการตรวจสอบและอนญุ าตให้ใช้

เห็นควรอนญุ าตใหใ้ ช้สอนได้
เห็นควรปรบั ปรุงเก่ียวกบั
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………..
ลงชื่อ(……………………………………………………………)

หวั หนา้ หมวด / แผนกวิชา
…………/……………………………/………………..
เห็นควรอนญุ าตใหใ้ ชส้ อนได้
ควรปรบั ปรงุ เก่ยี วกบั
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
อื่นๆ………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………..
ลงชื่อ(……………………………………………………………)

รองผู้อานวยการฝ่ายวิชาการ
…………/……………………………/………………..
เหน็ ควรอนญุ าตใหใ้ ชส้ อนได้
อน่ื ๆ………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………..
ลงชอ่ื (……………………………………………………………)

ผ้อู านวยการวทิ ยาลัยการอาชีพกาญจนบุรี
…………/……………………………/………………..

แผนการจัดการเรยี นรู้ หนว่ ยที่ 2 ช่วั โมง
จานวน 5
สปั ดาหท์ ่ี 2

ช่อื วิชา อปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกสแ์ ละวงจร
……………..……………………………………………………………………………………
ช่อื หน่วย ไดโอด
………………………………………………………………………………………………………………………………………
ช่ือเร่ือง
ไดโอด…………………………………………………………………………………………………………………………………………

1.สาระสาคัญ

ไดโอด เป็นอปุ กรณ์อิเล็กทรอนิกสป์ ระเภทสารก่ึงตัวนา (semi-conductor) ทผ่ี ลติ ขนึ้ มาจากธาตุซิลิคอน
(Silicon : Si) หรือธาตุเจอร์เมเนียม(Germanium : Ge) ท่ีบริสุทธิ์ที่มีอิเลก็ ตรอนวงนอกสุด 4 ตัว เจือปนกับธาตุ
ที่มีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 3 ตัว หรือ 5 ตัวจนได้สารก่ึงตัวนาไม่บริสุทธิ์ชนิด N –Type และ P-Type ข้ึนมา และ
เมือ่ นาสาร P- Type และสาร N- Type มาตอ่ ชนกัน ทาใหเ้ กดิ เป็นอุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์ทเ่ี รียกว่าไดโอด (Diode)
ทมี่ คี ณุ สมบัติยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตวั มนั ในทศิ ทางเดยี วคือจากสาร P ไปยังสาร N ทาหนา้ ทเี่ ปน็ สวิตช์

2. สมรรถนะประจาหนว่ ย

2.1 วดั หาตาแหน่งขาและทดสอบคุณลักษณะทางไฟฟา้ ของไดโอด

3. จุดประสงคก์ ารเรียนรปู้ ระจาหน่วย

3.1 จดุ ประสงค์ท่วั ไป
เพือ่ ให้นักเรียนมีความรู้ ความเข้าใจ ในโครงสรา้ ง สญั ลักษณ์ คณุ ลกั ษณะทางไฟฟา้ การแปลความหมาย

ของคุณลักษณะทางไฟฟ้า รวมถงึ การวดั ทดสอบไดโอด และกิจนิสัยในการค้นควา้ ความรู้เพ่มิ เติม
3.2 จุดประสงคเ์ ชิงพฤติกรรม / สมรรถนะประจาหน่วย
เมือ่ ผเู้ รยี นเรยี นจบในหนว่ ยแล้วผเู้ รยี นสามารถ
1. บอกโครงสร้างและสญั ลักษณ์ของไดโอดได้
2. อธิบายคุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของไดโอดได้
3. แปลความหมายของคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของไดโอดได้
4. วดั และทดสอบไดโอดได้
5. นกั เรียนปฏิบตั ติ นตามคา่ นยิ มของคนไทย ๑๒ ประการ (ข้อ๔) และ(ขอ้ ๑๐)

4. สาระการเรยี นรู้

2.1 โครงสรา้ งและสญั ลักษณ์ของไดโอด
ไดโอด (Diode) เป็นอุปกรณ์ประเภทสารกึ่งตวั นา ท่ีถูกผลิตข้นึ มาจากสารกง่ึ ตวั นาชนดิ P –Type มาตอ่

ชนกับสารกึ่งตัวนาชนิด N-Type มีขาต่อออกมาใช้งาน 2 ขา คือขาแอโนด (Anode; A) และขาแคโทด
(Cathode; K) ดังรูปที่ 2.1 โครงสร้างและสญั ลักษณ์ของไดโอด

Anode; A Cathode; K Anode; A Cathode; K
PN

ข) โครงสรา้ ง ก) สัญลักษณ์

Anode; A +++P-+++- +++-- +++ ---+---+---+---+-N-- Cathode; K

ค) โครงสร้างภายในของสาร P-N
รูปที่ 2.1 โครงสร้างและสญั ลักษณ์ของไดโอด
จากรูปท่ี 2.1 โครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดโอด ก) เป็นโครงสร้างของสาร P-N มาต่อชนกันเราเรียกว่า
P-N Junction และมีขาต่อออกมาใช้งานสองขา คือขาแอโนดโดยใช้ตัวย่อ (A) และขาแคโทดใช้ตัวย่อ (K)
ส่วนรูป ข) เป็นสัญลักษณ์ของไดโอด ทิศทางหัวลูกศรเป็นการบอกว่ากระแสไหลไปในทิศทางเดียวโดยไหลจาก
ขาแอโนด ไปยังขาแคโทด และรูป ค) เป็นโครงสร้างภายในของสาร P-N ซึ่งจะเห็นว่าภายในสาร P จะมีโฮล
(+) เป็นพาหะข้างมาก มีอิเล็กตรอนอิสระ (-) เป็นพาหะข้างน้อย ส่วนในสาร N จะมีอิเล็กตรอนอิสระ (-)
เป็นพาหะข้างมาก มีโฮล (+) เป็นพาหะข้างน้อย ซึ่งทั้งโฮล และอิเล็กตรอนอิสระจะเป็นตัวทาให้เกิดการ
ไหลของกระแสในตัวไดโอด

2.2 คณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้าของไดโอด
คณุ สมบตั ิของไดโอดเราจะพิจารณาอย่สู องกรณีคือ การทางานของไดโอดในอดุ มคติ (Idle Diode) และการทางาน

ของไดโอดในทางปฏบิ ตั ิ (Practical Diode)

2.2.1 คุณสมบัติของไดโอดในอดุ มคติ (Idle Diode)

2.2.1.1 การจา่ ยแรงดนั ไบแอสตรง เปน็ การจา่ ยแรงดนั ไฟบวกจากแหลง่ จ่าย (VS) ใหก้ ับขาแอโนด
และจา่ ยแรงดนั ไฟลบใหก้ บั ขาแคโทดดังรูปที่ 2.2 การจา่ ยแรงดันไบแอสตรงให้กบั ไดโอด

+A VD K- VD K-
ID > 0 D1
+A

ID > 0

VS VS

ก. วงจรไดโอด ข. วงจรสวติ ช์ปิด

รปู ท่ี 2.2 การจ่ายแรงดนั ไบแอสตรงใหก้ ับไดโอด

เม่ือพิจารณาวงจรตามรูปท่ี2.2 การจ่ายแรงดันไบแอสตรงให้กับไดโอด จากรูปรูปท่ี2.2 ก.วงจรไดโอด ในทางอุดม

คตขิ ณะนไ้ี ดโอดนากระแสเพราะเป็นการให้ไฟที่ถูกต้องกับไดโอด ขณะนากระแสไดโอดมีค่าความต้านทานในตัวมัน

ต่ามากในทางอุดมคติค่าความต้านทานของไดโอด(Diode Resistance: RD)ประมาณหรือเท่ากับศูนย์โอห์ม(RD  0

Ω) เมื่อไดโอดมีค่าความต้านทานต่ามากทาให้แรงดันที่ตกครอ่ มตัวไดโอดมีค่าต่ามากเช่นกัน ผลทาให้กระแส

ที่เกิดจากแหล่งจ่ายไหลผ่านตัวไดโอดได้อย่างเต็มท่ีขณะนี้มีกระแสไหลผ่านวงจรไดโอด ID> 0 เปรียบเสมือนกับไดโอด

ไดทาหน้าที่เป็นสวิตช์ปิดวงจร(Short circuit) ดังรูปที่2.2 ข.วงจรสวิตช์ปิด เราสามารถหาค่ากระแสท่ีไหลผ่าน

ไดโอดได้จากสมการท่ี 2.1

ID  VS - VD สมการที่ 2.1
RD

เม่ือ V
VS คอื แรงดนั ที่แหล่งจา่ ย (Power Supply) มหี น่วยเปน็ โวลต์ V
VD คือ แรงดันท่ตี กคร่อมไดโอด (Diode Voltage) มหี นว่ ยเปน็ โวลต์ A
ID คอื กระแสที่ไหลผา่ นไดโอด (Diode Current) มหี น่วยเปน็ แอมแปร์

RD คือ คา่ ความตา้ นทานของไดโอด (Diode Resistance) มีหนว่ ยเป็นโอห์ม

2.2.1.2 การจ่ายแรงดันไบแอสกลับ เป็นการจ่ายแรงดันไฟบวกจากแหล่งจ่าย (VS)
ให้กบั ขาแคโทด และจ่ายแรงดนั ไฟลบให้กบั ขาแอโนดดังรูปท่ี 2.3 การจา่ ยแรงดันไบแอสกลบั ให้กับไดโอด

+A VD K- VD  VS VD K-
ID = 0 D1
+A

ID = 0

VS VS

ก. วงจรไดโอด ข. วงจรสวติ ช์ปิด

รูปที่ 2.3 การจ่ายแรงดันไบแอสกลบั ให้กับไดโอด

เมอ่ื พิจารณาวงจรตามรปู ท่ี 2.3 การจา่ ยแรงดนั ไบแอสตรงใหก้ บั ไดโอด จากรูป ก.วงจรไดโอด ในทางอุดมคตขิ ณะน้ี

ไดโอดไม่นากระแสเพราะเปน็ การให้ไฟท่ีไม่ถูกต้องกบั ไดโอด ขณะไมน่ ากระแสไดโอดมีคา่ ความต้านทานในตวั มันสูง

มาก เมื่อไดโอดมีค่าความต้านทานมีค่าสูงมากทาให้แรงดันที่ตกคร่อมตัวไดโอดมีค่าสูงมากเช่นกันจากวงจรในรูปท่ี

2.3 ก. แรงดันตกคร่อมไดโอดประมาณหรือเท่ากับแหล่งจ่าย(VD  VS ) ผลทาให้กระแสที่เกิดจากแหล่งจ่ายไม่

สามารถไหลผ่านตัวไดโอดได้ ID = 0 ขณะนี้เปรียบเสมือนกับไดโอดไดทาหน้าที่เป็นสวิตช์เปิดวงจร(Open circuit)

ดงั รูปที่ 2.3 ข.วงจรสวิตช์เปิด

จากการทางานของไดโอดขณะจ่ายแรงดันไบแอสตรง และไบอัสกลบั เราสามารถนามาเขียนเป็นกราฟความสัมพันธ์

ระหว่างแรงดัน-กระแส (V-I Characteristic Curve) ดังรูปท่ี2.4 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน-กระแส

ของไดโอดในทางอุดมคติ ซ่ึงจะเห็นว่าไดโอดในอุดมคติมีลักษณะเหมือนสวิทช์ที่สามารถนากระแสไหลผ่านได้ใน

ทศิ ทางเดียว

VD

+A K-

ID D1

ID > 0

VD  VS -VD 0 VS
VD
-ID
+A VD K-
ID = 0 D1

VS

รปู ท่ี 2.4 กราฟแสดงคุณลักษณะของไดโอดในทางอดุ มคติ

2.2.2 คณุ สมบัติของไดโอดในทางปฏิบัติ (Practical Diode)
2.2.2.1 การจ่ายแรงดันไบแอสตรง เป็นการจ่ายแรงดันไฟบวกจากแหล่งจ่าย (VS) ให้กับขาแอโนด และ

จา่ ยแรงดนั ไฟลบให้กับขาแคโทดดังรูปท่ี 2.6 การจ่ายแรงดันไบแอสตรงให้กับไดโอด

+A VD Ge  0.3V
ID > 0 D1 Si  0.7V

K-

VS

รูปท่ี 2.4 การจ่ายแรงดนั ไบแอสตรงให้กบั ไดโอด

เม่ือพิจารณาวงจรตามรูปที่2.4 การจ่ายแรงดันไบแอสตรงให้กับไดโอด ในทางปฏิบัติไดโอดจะมีการแพร่กระจาย
ของพาหะข้างน้อยท่ีบริเวณรอยต่อ P-N อยู่จานวนหนึ่ง ดังน้ันเมื่อต่อไบแอสตรงให้กับไดโอดในทางปฏิบัติก็จะ
เกิด แรงดันเสมือนซึ่งต้านแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายไบแอสตรงให้กับไดโอด ขนาดของแรงดันเสมือนจึงเป็นตัวบอกจุด
ทางาน จึงเรียกแรงดันเสมือนอีกอย่างหนึ่งว่า แรงดันในการเปิด (Turn-on Voltage ; VT ) ซึ่งไดโอดที่มี
โครงสร้างทามาจากสารกึ่งตัวนาชนิดเยอรมันเนียม จะมีจุดทางานท่ีประมาณ 0.3 V ส่วนไดโอดท่ีทามาจาก
สารกึ่งตัวนาชนิดซิลิกอน จะมีจุดทางานท่ีประมาณ 0.7 V จากคุณสมบัติดังกล่าวไดโอดในทางปฏิบัติขณะ
นากระแสจะมแี รงดันตกคร่อมตวั มันคือคา่ VD นน้ั หมายความว่าขณะไดโอดทางานจะมีค่าความตา้ นทานหลงเหลือ
อยไู่ มใ่ ชค่ ่าความตา้ นทานเปน็ ศนู ย์ (RD ≠ 0 Ω) เหมอื นกับไดโอดในอุดมคติ
เราสามารถหาค่ากระแสท่ีไหลผ่านไดโอดได้จากสมการท่ี 2.1 โดยการแทนค่าแรงดัน VD ด้วยแรงดัน VT ดังสมการ

ที่ 2.2

ID  VS - VT สมการท่ี 2.2
RD

เมอื่

VS คือ แรงดันที่แหล่งจา่ ย (Power Supply) มหี น่วยเปน็ โวลต์ V

VT คือ แรงดันในการเปดิ (Turn-on Voltage; VT) มหี น่วยเปน็ โวลต์ V

ID คอื กระแสท่ีไหลผา่ นไดโอด (Diode Current) มีหนว่ ยเปน็ แอมแปร์ A

RD คือ คา่ ความตา้ นทานของไดโอด (Diode Resistance) มหี น่วยเปน็ โอหม์ Ω

2.2.2.2 การจ่ายแรงดนั ไบแอสกลับ เป็นการจา่ ยแรงดันไฟบวกจากแหล่งจ่าย (VS) ใหก้ ับขาแคโทด และจ่าย
แรงดันไฟลบใหก้ บั ขาแอโนดดังรูปท่ี 2.5 การจ่ายแรงดันไบอสั กลบั ใหก้ ับไดโอด

VD

+A K-
ID = 0 D1

VS

รูปท่ี 2.5 การจ่ายแรงดันไบแอสกลับให้กบั ไดโอด
เมื่อพิจารณาวงจรตามรูปที่2.5 การจ่ายแรงดันไบแอสกลับให้กับไดโอด เราทราบว่า Depletion Region จะขยาย
กว้างข้ึน แต่ก็ยังมีพาหะข้างน้อยแพร่กระจายท่ีรอยต่ออยู่จานวนหนึ่ง ซึ่งพาหะข้างน้อยสามารถท่ีจะเคลื่อนผ่าน
รอยต่อได้จานวนหน่ึงซ่ึงมีค่าน้อยมากเรียกว่า กระแสรั่วไหล (Leakage Current) แต่เมื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจาก
แหล่งจ่าย VS ขึ้นเรื่อยๆ กระแสร่ัวไหลจะเพิ่มข้ึนตามไปด้วยจนถึงจุดท่ีไดโอดนากระแสเพ่ิมขึ้นมาก ระดับกระแสที่
จุดน้ี เรียกว่า กระแสอ่ิมตัวย้อนกลับ (Reverse Saturation Current ; IS ) แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้ เรียกว่าแรงดัน
พังทลาย (Breakdown Voltage) และถ้าปรับแรงดันท่ีแหล่งจ่ายเพ่ิมขึ้นจนแรงดันไบแอสกลับสูงข้ึนถึงจุดสูงสุดท่ี
ไดโอดทนได้ เราเรียกว่า แรงดันพงั ทลายซีเนอร์ (Zener Breakdown Voltage ; VZ) ถา้ แรงดนั ไบแอสกลับสูงกว่า
VZ จะเกิดความร้อนอย่างมากที่รอยต่อของไดโอด ส่งผลให้ไดโอดเสียหายหรือพังได้ แรงดันไฟฟ้าท่ีจุดน้ีเรา
เรยี กว่า แรงดนั พังทลายอวาแลนซ์ (Avalance Breakdown Voltage)

จากการทางานของไดโอดในทางปฏิบัติขณะจ่ายแรงดันไบแอสตรง และไบแอสกลับเราสามารถนามาเขียนเป็น
กราฟความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน-กระแส (V-I Characteristic Curve) ดังรูปที่2.6 กราฟแสดงความสัมพันธ์
ระหวา่ งแรงดัน-กระแส ของไดโอดในทางปฏิบตั ิ

รปู ท่ี2.6 กราฟแสดงความสมั พันธ์ระหวา่ งแรงดัน-กระแส ของไดโอดในทางปฏบิ ัติ
2.3 การแปลความหมายของคุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของไดโอด

เนื่องจากไดโอดท่ีผลิตออกมาใช้งานมากมายหลายแบบ หลายเบอร์ ต่างก็มีคุณสมบัติทางกระแส และ
แรงดัน เฉพาะตัวของเบอร์น้ันๆ บริษัทผู้ผลิตจึงจัดทาข้อมูลรายละเอียดของไดโอด (Diode Specification) ในแต่
ละเบอร์ของไดโอดเพ่ือท่ีจะให้ผู้ใช้สามารถเลือกใช้งานไดโอดได้ถูกต้องตามคุณสมบัติของไดโอดเบอร์น้ันๆให้
เหมาะสมกบั วงจรทนี่ าไดโอดไปใช้งาน ดังรูปท่ี 2.7 ตัวอย่างขอ้ มูลรายละเอยี ดของไดโอดเบอร์ 1N4001-1N4007

-ID (mA)

รูปที่ 2.7 ตัวอยา่ งข้อมลู รายละเอยี ดของไดโอดเบอร์ 1N4001-1N4007
ทีม่ า http://www.diodes.com/datasheets/ds28002.pdf เข้าถงึ เมอ่ื 23 กรกฎาคม 2557

จากรูปท่ี 2.7 ตวั อยา่ งข้อมลู รายละเอียดของไดโอดเบอร์ 1N4001-1N4007 สามารถแปลความหมายของ
รายละเอียดข้อมูลท่ีควรทราบจากรูปที่ 2.8 ตารางรายละเอียดของไดโอดเบอร์ 1N4001-1N4007 ดังน้ี
1N4001 - 1N4007/ 1.0A RECTIFIER = ไดโอดเบอร์ 1N4001-1N4007 สามารถทนกระแสไบอสั ตรงได้ 1.0 A
Features:
fused Junction = กรรมวิธีในการผลิตเป็นการหลอมรวมรอยตอ่ ของสาร P- Type และ N-Type
Mechanical Data:

Case: DO-41 = ตัวถังแบบ DO-41

อตั ราคา่ สงู สดุ ของคณุ สมบตั ทิ างไฟฟา้ ท่อี ุณหภูมิหอ้ ง = 25°C
ในวงจรเรียงกระแสแบบคร่งึ คลนื่ แบบเฟสเดียว ความถี่ 60Hz ใช้กบั โหลดตัวตา้ นทาน หรือตวั เหนี่ยวนา สาหรบั ตวั
เกบ็ ประจุ ค่ากระแส Derate 20%

คุณสมบัติ สญั ลักษณ์ 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 หน่วย
VRRM
ทนแรงดนั ไบอัสกลับสงู สดุ VRWM 50 100 200 400 600 800 1,000 V
VR
แรงดัน RMS VR(RMS) 35 70 140 280 420 560 700 V
คา่ กระแสเฉลยี่ ทางเอาต์พุต 1.0 A
กระแสชว่ั ขณะในไบอสั ตรง Io A
แรงดันไบอสั ตรงที่กระแส IFSM 30 V
ขณะไบอสั ตรง1.0A 1.0
กระแสย้อนกลบั สูงสุดที่ VFM
อณุ หภูม2ิ 5°C
คา่ ความจขุ องรอยตอ่ IRM 5.0 µA
คา่ ความต้านทานความรอ้ น
ระหว่างรอยตอ่ Cj 15 8 pF

อุณหภมู หิ อ้ ง RθJA 100 K/W
ยา่ นอุณหภมู ริ อยต่อและ
อุณหภมู ิสะสม TA +150 °C
TJ,TSTG -65 °C ถึง +150°C °C

รปู ที่ 2.8 ตารางรายละเอียดของไดโอดเบอร์ 1N4001-1N4007
การเลือกไดโอดมาใชง้ าน จะต้องคานึงถึงการทนกระแส และแรงดันของไดโอดหลักการเลือกใชง้ านควร
เลอื กใชไ้ ดโอดที่มีอตั ราทนแรงดัน และกระแสสงู กวา่ ค่าแรงดนั และกระแสที่จะใช้งานเสมออย่างนอ้ ย 25 %

2.4 การวัด และทดสอบไดโอด
การตรวจหาขาของไดโอดหรือการตรวจสอบว่าไดโอดน้ันใช้งานได้หรือไม่ ทาได้อย่างง่ายโดยการใช้มัลติมิเตอร์
ย่านการวัดโอห์มมิเตอร์ เน่ืองจากไดโอดน้ันเม่ือได้รับแรงไฟไบแอสตรงจะยอมให้กระแสไหลผ่าน แสดงว่าค่า
ความต้านทานของไดโอดมีค่าตา่ (โดยทั่วไปค่าความต้านทานน้ีเรียกว่าความต้านทานด้านไบแอสตรงปกติ
มีค่าประมาณ 70 Ω) แต่เมื่อไดโอดได้รับแรงไฟไบแอสกลับจะไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอดเหมือนกับว่าความ
ต้านทานของไดโอดมีค่าสูงมาก (โดยทั่วไปค่าความต้านทานของไดโอดเม่ือได้รับไบแอสกลับ จะมีค่าอยู่ระหว่าง
500 KΩ ถึง ∞)

2.4.1 การทดสอบไดโอดด้วยมัลตมิ ิเตอร์แบบแอนะลอก กระทาการวดั ไดด้ ังนี้
1) ตั้งย่านการวัดไปท่ีย่านการวัดความต้านทานตาแหน่ง R x 10Ω แล้วทาการวัดไดโอดทั้งสอง

ขาดังน้ี ต่อขั้วไฟบวกของมลั มิเตอร์เข้ากบั ขาแอโนด (A) และตอ่ ขว้ั ไฟลบของมัลตมิ ิเตอรเ์ ข้ากับขาแคโทด (K) จะ
เหน็ วา่ เขม็ ของมเิ ตอรช์ ีไ้ ปที่ค่าความต้านทานต่าประมาณ 70Ω ดงั รูปท่ี 2.9 การทดสอบไดโอดด้วยมลั ตมิ เิ ตอร์แบบ
แอนะลอกขณะให้ไบแอสตรง

0

x1k
x100

- +x1x10

AK

รปู ท่ี 2.9 การทดสอบไดโอดด้วยมัลติมิเตอร์แบบแอนะลอกขณะใหไ้ บแอสตรง
2) ปรับย่านวัดไปย่าน R x 10KΩ เพ่ือวัดความต้านทานไบแอสกลับของไดโอด โดยต่อขั้วมัลติ
มิเตอร์กลับจากเดิม คือ ต่อไฟบวกของมัลติมิเตอร์เข้ากับขาแคโทด(K) และต่อข้ัวไฟลบของมัลติมิเตอร์เข้ากับ
ขาแอโนด (A) เข็มมัลติมิเตอร์จะช้ีท่ีค่าความต้านทานสูงมาก ( เข็มมิเตอร์ไม่กระดิก ) หรือค่าอนันต์ ( Infinity ;
∞) ถา้ เปน็ ไดโอดชนดิ ซิลกิ อน และประมาณ 500 kΩ ถ้าเป็นไดโอดชนดิ เยอรมนั เนียม ดงั รปู ท่ี 2.10 การทดสอบ
ไดโอดดว้ ยมลั ติมเิ ตอรแ์ บบแอนะลอกขณะใหไ้ บแอสกลับ

0

x1k
x100

- +x1x10

AK

รูปที่ 2.10 การทดสอบไดโอดดว้ ยมลั ติมเิ ตอรแ์ บบแอนะลอกขณะให้ไบแอสกลับ

2.5.2 การทดสอบไดโอดด้วยดิจติ อลมลั ติมเิ ตอร์ กระทาการวดั ไดด้ ังน้ี
1) ตง้ั ยา่ นการวัดไปทต่ี าแหน่งไดโอดดังรูปท่ี 2.11 การทดสอบไดโอดดว้ ยดิจิตอลมัลติมิเตอร์ขณะ

ไบแอสตรง คือ ให้ข้ัวไฟลบที่ออกจากดิจิตอลมัลติมิเตอร์ ต่อเข้ากับแคโทดและข้ัวไฟบวกของดิจิตอลมิเตอร์ต่อ
กับเขา้ กบั ขาแอโนด ดจิ ติ อลมัลติมิเตอรจ์ ะแสดงคา่ แรงดันตกคร่อมรอยต่อของไดโอด (แรงดนั คัทอนิ ) โดยแสดงคา่
แรงดัน 0.6V หรือ 0.7V ในไดโอดชนิดซิลิกอนและแสดงค่า 0.2V หรือ 0.3V ในไดโอดชนิดเยอรมันเนียม ดังรูปท่ี
2.11

0.6

10AMAX VmA COM

AK

รูปท่ี 2.11 การทดสอบไดโอดดว้ ยดิจิตอลมลั ติมเิ ตอร์ขณะไบแอสตรง
2) สลับการวัดโดยสายลบของมัลตมิ ิเติอร์ต่อเข้ากับแอโนด และขว้ั ไฟบวกของดิจิตอลมเิ ตอร์ตอ่
กับเข้ากับขาแคโทด ดิจิตอลมัลตมิ ิเตอรจ์ ะแสดงค่า ดงั รปู ที่ 2.12 การทดสอบไดโอดดว้ ยดิจิตอลมัลติมเิ ตอรข์ ณะ
ไบแอสกลบั

0L

10AMAX VmA COM

AK

รปู ท่ี 2.12 การทดสอบไดโอดดว้ ยดิจติ อลมัลติมเิ ตอร์ขณะไบแอสกลบั

การวัดและทดสอบไดโอดด้วยมลั ติมิเตอร์นอกจะทาใหท้ ราบตาแหนง่ ขาของไดโอดแล้วยงั สามารถใหเ้ ราได้
ทาบถึงไดโอดดี หรือไดโอดเสยี อาการเสยี ของไดโอดมดี ้วยกนั ดงั น้ี

1) ไดโอดขาด (Open) หมายถึง รอยต่อระหว่างสาร P-N เปิดออกจากกัน ทาให้ไดโอดไม่
สามารถนากระแสได้ ท้งั ในกรณไี บอัสตรงและไบแอสกลับ (เขม็ มิเตอร์ไมข่ ึ้นทง้ั สองคร้งั )

2) ไดโอดลัดวงจร (Shot) หมายถงึ รอยต่อระหวา่ งสาร P-N เกิดการพงั ทลายเขา้ หากัน ไดโอด
จะนากระแสทงั้ ในกรณีไบแอสตรงและไบแอสกลับ (เข็มมิเตอร์ข้ึนทงั้ สองครงั้ )

3) ไดโอดร่ัวไหล (Leakage) หมายถึง การวัดไดโอดในลักษณะไบแอสกลับ โดยใช้ค่าแรงดัน
จากโอห์มมิเตอร์ซึ่งมีค่าแรงดันต่ากว่าค่าแรงดันพังทลายของไดโอด ก็จะมีกระแสไหล ไดโอดชนิดเยอรมันเนียม

เม่ือถูกไบแอสกลับจะมีค่าความต้านทานประมาณ 400 kΩ - 500 kΩ ซึ่งมีกระแสรั่วไหลมากกว่าไดโอดชนิด
ซลิ ิกอน โดยไดโอดชนดิ ซลิ ิกอนเมือ่ ถูกไบอสั กลับจะมีคา่ ความตา้ นทานเปน็ อนันต์ (เขม็ มิเตอร์ไม่ขึน้ )

5. กจิ กรรมการเรยี นรู้ (สปั ดาห์ท่ี 2)

การจดั กจิ กรรมการเรยี นร้โู ดยเนน้ ผ้เู รียนเปน็ สาคัญ เรอ่ื ง ไดโอด
1) ผ้สู อนได้กลา่ วทกั ทายพูดคุยกับผเู้ รยี น ก่อนผู้สอนเชค็ ความพร้อมของผู้เรียนก่อนสอบถามถึงความรู้
เร่ืองอิเล็กตรอนและสารก่ึงตวั นาทีไ่ ดเ้ รียนผา่ นมา พร้อมสาธิตการตอ่ วงจรสวิตช์เปิดปดิ หลอดไฟ ก่อนสรปุ เชอื่ มโยง
ถึงสวิตชอ์ เิ ล็กทรอนิกส์ และไดโอดเปรียบเสมือนสวิตช์ ใช้เวลา (5 นาท)ี

2) ผสู้ อนช้แี จงจดุ ประสงค/์ สมรรถนะ การเรียนรู้เร่ืองไดโอดและเกณฑ์การวดั ผลในหนว่ ยที่ 2 เร่อื งไดโอด
ให้ผเู้ รยี นไดท้ ราบใชเ้ วลา (5 นาที)

3) ให้ผ้เู รยี นได้ซักถามพดู คุยถงึ รายละเอยี ดขอ้ ตกลงที่ยังไม่เขา้ ใจ ใชเ้ วลา (5นาท)ี

4) ผสู้ อนแจกแบบทดสอบก่อนเรียนในหนว่ ยที่ 2 เรื่องไดโอด ให้กบั ผู้เรยี นทาการทดสอบก่อนเรยี น ใช้
เวลา (5 นาที)

5) ผสู้ อนทาการตรวจแบบทดสอบก่อนทาการสอนในหน่วยที่ 2 ใช้เวลา (5 นาที)

6) ผสู้ อนแจกใบความรู้ท่ี 2 เรอ่ื งไดโอด พร้อมกบั ให้ผูเ้ รียนศกึ ษาในหัวขอ้ ที่ 2.1 โครงสรา้ งและสัญลักษณ์
ของไดโอดจากใบความรู้ใช้เวลา (5 นาท)ี

7) ผสู้ อนอธบิ ายถึงโครงสรา้ งและสัญลักษณข์ องไดโอดดว้ ยสอ่ื การสอนท่คี รูผสู้ อนไดจ้ ดั ทาขึน้ และผู้เรียน
ศึกษาตามใบความรู้ท่ีให้ พร้อมกบั สอบถามถงึ ความรู้ที่ได้ ใชเ้ วลา (10 นาท)ี โดยใช้สอ่ื Power point หน่วยที่ 2
เรอ่ื งไดโอด

8) ผสู้ อน และผู้เรยี นร่วมกนั สรปุ ถงึ โครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดโอดอีกครง้ั ใช้เวลา (5 นาท)ี

9) ผสู้ อนให้ผู้เรียนร่วมกนั ศึกษาในหวั ขอ้ ท่ี 2.2 คณุ ลักษณะทางไฟฟา้ ของไดโอด จากใบความรู้ที่ 2 เรอื่ ง
ไดโอด ใชเ้ วลา (15 นาที)

10) ผสู้ อนอธิบายคุณลักษณะทางไฟฟ้าของไดโอด ดว้ ยสอื่ การสอนทคี่ รผู ูส้ อนได้จดั ทาข้นึ และผเู้ รียน
ศึกษาตามใบความรู้ทีใ่ ห้ พร้อมกับสอบถามถงึ ความรู้ท่ีได้ ใช้เวลา (15 นาท)ี โดยใช้ส่อื Power point หนว่ ยที่ 2
เรือ่ งไดโอด และโปรแกรมคอมพิวเตอรจ์ าลองการทางาน

11) ผู้สอน และผู้เรยี นรว่ มกนั สรปุ ถึงคณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้าของไดโอด อกี คร้ัง ใชเ้ วลา (10 นาที)

12) ผู้เรียนทุกคนศึกษาทาความเข้าใจเน้ือหาใน ใบความรู้หน่วยท่ี 2 เร่ืองไดโอด ในหวั ข้อท่ี 2.3 แปล
ความหมายของคณุ ลักษณะทางไฟฟา้ ของไดโอด และผ้สู อนให้ผเู้ รยี นทาการแปลข้อมูลจากใบมอบงานที่ 2.1 ใช้
เวลา (15 นาท)ี

13) ครผู ู้สอนและผ้เู รยี นช่วยกนั สรปุ เน้อื หาเร่ืองความหมายของคุณลักษณะทางไฟฟา้ ของไดโอด และให้
ความรู้เพมิ่ เติม ใชเ้ วลา (15 นาท)ี

14) ผู้เรยี นทกุ คนศึกษาทาความเข้าใจเน้ือหาใน ใบความรู้ท่ี 2 เรอ่ื ง ไดโอด ในหวั ข้อที่ 2.4 วดั และ
ทดสอบไดโอดใชเ้ วลา (15 นาที)

15) ผู้สอนเชญิ ตวั แทนผู้เรยี นออกมานาเสนอการวดั พร้อมกับ อธบิ ายหลักการวัดทดสอบไดโอดโดยผู้สอน
จะเปน็ คนอธิบายเสริมใช้เวลา (15 นาที)

16) ผ้สู อนและผู้เรยี นช่วยกันสรุปเน้อื หาเรอ่ื งไดโอด ใชเ้ วลา (10 นาที)

17) ผ้สู อนสอนให้นักเรยี นแบ่งกลุ่ม กลุม่ ละ 3 คนตามความสมัครใจ

18) ผสู้ อนสอนแจกใบงานการทดลองหน่วยที่ 2 เรอ่ื งการวัดและทดสอบคุณสมบัตขิ องไดโอด ให้ผเู้ รียนแต่
ละกลมุ่ ใช้เวลา (5 นาที)

19) ผสู้ อนอธบิ ายข้นั ตอนการทดลองใบงานการทดลองในหน่วยที่ 2 เร่อื งการวดั และทดสอบคุณสมบัติ
ของไดโอด พร้อมให้คาแนะนา ชแี้ นะ และสังเกตพฤติกรรมของผู้เรียนทุกกล่มุ โดยใชแ้ บบสงั เกตพฤติกรรมที่ 2.1
ใช้เวลา (70 นาที)

20) ผู้เรยี นแตล่ ะกลุม่ นาผลการทดลองและสรปุ ผลการทดลองออกมานาเสนอกลุ่มละ 3 นาที ใช้เวลา
ท้งั หมด (15 นาที)

21) ผ้สู อนร่วมอภิปรายให้ข้อเสนอแนะประเมนิ ผลการทดลองในหน่วยที่ 2 เรือ่ งการวดั และทดสอบ
คณุ สมบตั ิของไดโอด ใชเ้ วลา (20 นาท)ี

22) ผู้สอนเสรมิ คณุ ธรรมดว้ ยการสอนสอดแทรกเรือ่ งค่านิยมของคนไทย ๑๒ ประการใชเ้ วลา (5 นาที)
23 ผสู้ อนและผู้เรยี นรว่ มกนั สรปุ สง่ิ ทเี่ รียนมาท้งั หมด ก่อนทาการแบบทดสอบหลังเรยี นหน่วยที่ 2 เรื่อง
ไดโอดใช้เวลา (20 นาท)ี

24) ผู้สอนอบรมคุณธรรมการปฏบิ ัติตนตามค่านยิ มของคนไทย ๑๒ ประการ ใชเ้ วลา (20 นาท)ี

6.สอื่ และแหล่งการเรยี นรู้

6.1 ใบความรู้หนว่ ยท่ี 2 เรื่องไดโอด

6.2 ใบงานหน่วยท่ี 2 เรอ่ื งไดโอด

6.3 แบบทดสอบหลังเรยี นหน่วยที่ 2 เรื่องไดโอด

6.4 แบบทดสอบก่อนเรยี นหนว่ ยที่ 2 เร่ืองไดโอด

6.5 สื่ออเิ ลก็ ทรอนิกสห์ นว่ ยท่ี 2 เรือ่ งไดโอด

6.6 ใบมอบงานที่ 2.1 การแปลความหมายคณุ ลกั ษณะทางไฟฟา้ ของซเี นอร์ไดโอด

6.5 โปรแกรมจาลองการทางาน

7. หลกั ฐานการเรยี นรู้

7.1 หลักฐานการเรียนรู้

1) ผลของการทดสอบหลงั เรียนหนว่ ยที่ 2 เร่ืองไดโอด

2) ผลการประเมินพฤตกิ รรมจากแบบสงั เกตพฤตกิ รรมท่ี 2.1

3) ใบมอบงานที่ 2.1 การแปลความหมายคุณลักษณะทางไฟฟา้ ของซีเนอรไ์ ดโอ

7.2 หลกั ฐานการปฏบิ ัติงาน

1) ผลการทดลองในหนว่ ยที่ 2 การวัดและทดสอบคุณสมบตั ิของไดโอด

2) แฟ้มสะสมผลงาน

8. การวัดและประเมินผล

จุดประสงคเ์ ชงิ พฤติกรรม วธิ ีการวดั เครอื่ งมอื ผู้ประเมนิ
1.บอกโครงสรา้ งและ 1.ทดสอบ -แบบทดสอบหนว่ ยที่2 ครูผู้สอน
สัญลักษณข์ องไดโอดได้
2. อธบิ ายคณุ ลกั ษณะทาง 1.อ่ า น ค่ า จ า ก -แบบทดสอบหนว่ ยที่ 2 ครูผ้สู อน
ไฟฟา้ ของไดโอดได้
3. แปลความหมายของ อุ ป ก ร ณ์ จ ริ ง แ ล ะ ครูผูส้ อน
คณุ ลักษณะทางไฟฟา้ ของ
ไดโอดได้ ตารางจาก ครูผู้สอน
ครผู ้สู อน
4. วดั และทดสอบไดโอดได้ Datasheet

5.ใฝ่หาความรู้ หม่นั ศกึ ษาเลา่ 1.ต ร ว จ ผ ล ก า ร -ใบงานการทดลองหนว่ ยท่ี 2
เรยี น ทงั้ ทางตรงและทางอ้อม
6.ร้จู กั ดารงตนอยโู่ ดยใช้หลกั ปฏบิ ัตงิ าน -แบบประเมินผลการปฏิบัติงาน(รู
ปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพียง
ตามพระราชดารัสของสมเด็จ 2.สั ง เ ก ต ก า ร ณ์ บคิ )
พระเจ้าอยู่หัวฯรูจ้ ักอดออมไว้
ใช้เมอ่ื ยามจาเป็น มไี ว้พอกนิ ปฏิบตั ิงาน - แ บ บ สั ง เ ก ต พ ฤ ติ ก ร ร ม ก า ร
พอใช้ ถา้ เหลือก็แจกจา่ ย
จาหนา่ ยและพร้อมทจี่ ะขยาย ปฏิบัตงิ าน
กจิ การเมื่อมีความเม่ือมี
ภูมิคุ้มกนั ทดี่ ี 1.สงั เกตพฤตกิ รรม -แบบสังเกตพฤติกรรมค่านิยม ข้อ

(๔)

1.สงั เกตพฤติกรรม -แบบสังเกตพฤติกรรมค่านิยม ข้อ

(๑๐)

9. เอกสารอา้ งอิง

พันธ์ศกั ดิ์ พุฒิมานติ พงศ์. อเิ ล็กทรอนกิ ส์ในงานอตุ สาหกรรม. กรุงเทพฯ : สานกั พิมพ์ซเี อด็ ยูเคช่นั , 2553
ชยั วัฒน์ ล้มิ พรจิตรวิลัย. คู่มอื นักอิเล็กทรอนกิ ส์.กรุงเทพฯ : สานกั พิมพซ์ เี อด็ ยูเคชัน่ ,
อดุลย์ กัลยาแก้ว.อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร(อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนิกส์).กรงุ เทพฯ : สานกั พมิ พศ์ ูนย์สง่ เสริม

อาชีวะ,2546
สมาคมสง่ เสรมิ เทคโนโลยี (ไทย-ญป่ี นุ่ ).เทคโนโลยสี ารกง่ึ ตัวนา.กรุงเทพฯ : บริษัท ดวงกมลสมยั จากัด

10. บันทกึ ผลหลงั การจดั การเรียนรู้

10.1 ขอ้ สรุปหลังการจัดการเรยี นรู้

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

10.2 ปญั หาทพี่ บ

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

10.3 แนวทางแก้ปัญหา

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

รายงานการตรวจสอบและอนญุ าตให้ใช้

เห็นควรอนญุ าตใหใ้ ช้สอนได้
เหน็ ควรปรับปรงุ เกย่ี วกบั
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………..
ลงช่ือ(……………………………………………………………)

หวั หนา้ หมวด / แผนกวชิ า
…………/……………………………/………………..
เห็นควรอนุญาตให้ใช้สอนได้
ควรปรับปรุงเกี่ยวกบั
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
อน่ื ๆ………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………..
ลงช่อื (……………………………………………………………)

รองผอู้ านวยการฝา่ ยวิชาการ
…………/……………………………/………………..
เหน็ ควรอนญุ าตใหใ้ ช้สอนได้
อน่ื ๆ………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………..
ลงชื่อ(……………………………………………………………)

ผ้อู านวยการวทิ ยาลัยการอาชีพกาญจนบุรี
…………/……………………………/………………..

หนว่ ยที่ 3 ช่วั โมง
จานวน 5

แผนการจัดการเรียนรู้

ช่อื วิชา อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์และวงจร
……………..……………………………………………………………………………………
ชอ่ื หน่วย ซีเนอร์ไดโอด
…………………………………………………………………………………………………………………………….
ชือ่ เรือ่ ง ซเี นอรไ์ ดโอด
……………………………………………………………………………………………………………………………….

1.สาระสาคญั

ซีเนอร์ไดโอด เป็นไดโอดท่ีทางานในยา่ นเบรกดาวน์ ( Breakdown) ซึ่งเรียกว่าซีเนอร์เบรกดาวน์ (Zener
breakdown) ซ่งึ เกิดจากการป้อนแรงดันไบอสั กลับให้กับไดโอดสงู ข้นึ จนไดโอดถึงจุดพังทลายทาให้แรงดันตกคร่อม
ไดโอดขณะนนั้ มีค่าคงที่ จึงได้นาคณุ สมบัตดิ ังกล่าวมาผลติ เปน็ ซีเนอร์ไดโอด เพ่ือใชง้ านในวงจรรกั ษาแรงดันคงที่

2. สมรรถนะประจาหน่วย

2.1 วัดทดสอบคุณลักษณะทางไฟฟ้าของซเี นอร์ไดโอด

3. จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ประจาหน่วย

3.1 จุดประสงค์ท่วั ไป
เพ่อื ใหน้ กั เรยี นมีความรู้ ความเขา้ ใจ ในโครงสร้าง สญั ลักษณ์ คณุ ลกั ษณะทางไฟฟ้า การแปลความหมาย

ของคุณลักษณะทางไฟฟา้ รวมถึงการวดั ทดสอบซีเนอร์ไดโอด และกิจนสิ ยั ในการคน้ ควา้ ความรู้เพมิ่ เตมิ
3.2 จุดประสงคเ์ ชิงพฤติกรรม / สมรรถนะประจาหน่วย
เม่อื ผูเ้ รียนเรยี นจบในหนว่ ยแล้วผ้เู รยี นสามารถ
1. บอกโครงสร้างและสญั ลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอดได้
2. อธิบายคุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของซเี นอร์ไดโอดได้
3. แปลความหมายของคณุ ลักษณะทางไฟฟ้าของซเี นอร์ไดโอดได้
4. วัด และทดสอบซีเนอร์ไดโอดได้
5. นกั เรียนปฏิบตั ิตนตามค่านิยมของคนไทย ๑๒ ประการ

4. สาระการเรียนรู้

3.1 โครงสร้างและสัญลักษณข์ องซีเนอร์ไดโอด
ซีเนอร์ไดโอด (ZENER DIODE) คืออุปกรณ์ประเภทสารก่ึงตัวนาชนิดหนึ่งที่ผลิตข้ึนมาจากสารกึ่งตัวนา P-Type
และ N-Type เช่นเดยี วกบั ไดโอดธรรมดาแตม่ ีการเติมเน้ือสารทตี่ ่างกัน มีขาใชง้ านสองขาเช่นเดียวกบั ไดโอด คือขา
แอโนด (A) และขาแคโทด (K) แต่การนาไปต่อในวงจรใช้งานจะแตกต่างกันตรงที่ซีเนอร์ไดโอดจะต้องจ่ายแรงดัน
ไบอัสกลับให้กับตัวมันจนถึงจุดเบรคดาวน์ (ZENER BREAKDOWN) ส่วนไดโอดธรรมดาจะทางานได้ต้องมีการจ่าย
แรงดันไบอัสตรงเท่านั้น โครงสรา้ งและสัญลกั ษณ์ของซีเนอร์ไดโอดดังรูปที่ 3.1 โครงสรา้ งและสญั ลกั ษณ์ของซีเนอร์
ไดโอด

A PN K A K
ANODE
CATHODE

ก.โครงสร้าง ข.สัญลักษณ์

รปู ท่ี 3.1 โครงสรา้ งและสญั ลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด

จากรปู ที่ 3.1 โครงสรา้ งและสญั ลักษณ์ของซเี นอร์ไดโอด จะเห็นวา่ ซเี นอรไ์ ดโอดมีโครงสร้างประกอบดว้ ย

สาร P-Type และ N-Type เช่นเดยี วกบั ไดโอด แต่กรรมวิธีในการผลิตมีอัตราการเติมสารทแี่ ตกต่างกัน มีขาใช้งาน

2 ขาคือขาแอโนด (A) และขาแคโทด (K) ดังรปู ท่ี 3.1 (ก) ส่วนรูปที่ 3.1 (ข) เปน็ สัญลักษณข์ องซเี นอร์ไดโอด

3.2 คุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของซเี นอร์ไดโอด
3.2.1 การจา่ ยไบแอสเพอ่ื ให้ซีเนอรไ์ ดโอดทางาน จะจ่ายไบแอสได้ 2 ลักษณะ เชน่ เดียวกับไดโอดธรรมดา

คือไบแอสตรง และไบแอสกลบั
3.2.1.1 การจ่ายไบแอสตรงให้กับซีเนอร์ไดโอด จากวงจรรูปที่ 3.2 การจ่ายไบแอสตรงให้กับซี

เนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอดจะทางานเหมือนไดโอดธรรมดา ซีเนอร์ไดโอดจะนากระแสเมื่อมีแรงดันจ่ายให้ตัวซีเนอร์
ไดโอดเกนิ กว่า 0.6 V และจะนากระแสเพ่มิ ข้ึน เมอ่ื จา่ ยแรงดนั ให้ตวั ซีเนอรไ์ ดโอดมากขน้ึ

R

VS + IF A
- Dz

K
รปู ที่ 3.2 การจา่ ยไบแอสตรงให้กับซเี นอรไ์ ดโอด

3.2.1.2 การจ่ายไบแอสกลับให้ซีเนอร์ไดโอด จากรูปที่ 3.3 การจ่ายไบแอสกลับให้ซีเนอร์ไดโอด
เมื่อเราจ่ายแรงดันไบแอสจากแหล่งจ่าย(VS) ซีเนอร์ไดโอดจะยังไม่นากระแส แต่จะมีกระแสรั่วซึมไหลผ่านบ้าง
เล็กน้อย เมื่อเราปรับแรงดันไบแอสกลับจากแหล่งจ่ายถึงค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ซีเนอร์ไดโอดจึงจะ
นากระแส และเกิดแรงดันตกคร่อมตัวซีเนอร์ไดโอดคงท่ีตามค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) นั้น ค่าแรงดันซี
เนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ของซีเนอร์ไดโอดจะไม่เท่ากัน ข้ึนอยู่กับขบวนการผลิตในการเติมสารเจือปนลงไปในธาตุ
ซิลิคอน หรือธาตุเยอรมันเนียม ซีเนอร์ไดโอดที่ถูกสร้างมาใชง้ าน จะมีค่าแรงดันซีเบอร์เบรคดาวน์ (ให้เลือกใช้
มากมายหลายค่า ตัง้ แต่ประมาณ 2.4V ถงึ 200 V )และคา่ ทนกาลงั ไฟฟา้ ของซเี นอร์ (Pz) ก็มใี หเ้ ลือกใช้งานไดห้ ลาย
ค่าเชน่ เดียวกันคอื ตงั้ แต่ประมาณ 0.5 W ถงึ 50 W

R

VS + IR K
- Dz
A

รูปที่ 3.3 การจา่ ยไบแอสกลับให้ซีเนอร์ไดโอด

คุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด จะเป็นตัวกาหนดแรงดันให้คงที่เพื่อป้อนออกเอาท์พุท จะมีแรงดันเท่าไร

ข้ึนอยู่กับการเลือกค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) มาใช้งาน ดังนั้นสามารถเขียนแทนซีเนอร์ไดโอดได้เหมือนเป็น
แหลง่ จา่ ย Vz โดยเขียนในรูปของวงจรสมมลู ดังรูปที่ 3.4 วงจรสมมลู ของซเี นอร์ไดโอด

K + Vz
-

Rz + Vz
-

A

ก.สัญลกั ษณ์ ข.วงจรสมมูล ค.วงจรโดยประมาณ

รูปที่ 3.4 วงจรสมมูลของซเี นอรไ์ ดโอด
3.2.2 กราฟแสดงคุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด กราฟคุณสมบัติการทางานของซีเนอร์ไดโอด โดยจะแบ่ง
กราฟออกเปน็ 2 ช่วงดังรปู ท่ี 3.5 กราฟคณุ สมบตั ิของซีเนอรไ์ ดโอด คอื ช่วงไบแอสตรง เป็นการจา่ ยแรงดันไฟตรง
แบบถูกข้ัวให้กบั ตวั ซเี นอร์ไดโอด โดยจา่ ยแรงดนั ไฟบวกให้ขา A จา่ ยแรงดนั ไฟลบให้ขา K มตี วั ตา้ นทาน R ตอ่ จากัด
กระแสทไ่ี หลผา่ นซเี นอร์ไดโอดไม่ให้เกินกว่าค่าซีเนอร์ไดโอดทนได้ การจ่ายแรงดันไบอัสตรงคร้ังแรกค่าต่าให้
ซีเนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอดจะมีกระแสไหลผ่านตัวมันน้อยมาก อาจกล่าวได้ว่าในช่วงนี้ซีเนอร์ไดโอดจะยังไม่
นากระแส จนแรงดนั จากแหลง่ ที่ป้อนให้ถงึ คา่ แรงดันคัทอิน (Cut In Voltage) ประมาณ 0.6 V ซเี นอรไ์ ดโอดจึงจะ

เร่ิมนากระแส และถ้าเม่ือจ่ายแรงดันใหซ้ ีเนอรไ์ ดโอดมากกว่าค่าแรงดันคัทอิน ซีเนอร์ไดโอดจะนากระแสมากขึน้

ตามแรงดนั ทีป่ อ้ นให้ จะเห็นวา่ การของซีเนอรไ์ ดโอดขณะไบแอสตรงจะทางานเหมือนกับไดโอดธรรมดาทุกประการ

ช่วงไบแอสกลับคือ เม่ือจ่ายแรงดันกลับขั้วให้กับซีเนอร์ไดโอด โดยจ่ายแรงดันไฟบวกให้ขา K จ่ายไฟลบให้ขา A

และมีตัวต้านทาน R ต่อเพ่ือจากัดกากระแสที่ไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด ไม่ให้เกินกว่าค่าซีเนอร์ไดโอดทนได้ การจ่าย

แรงดนั ไบแอสกลับให้ตวั ซีเนอร์ไดโอด ซเี นอร์ไดโอดจะไมน่ ากระแส แต่อาจจะมีกระแสร่วั ไหลเพียงเล็กน้อย(Leak

Current) ไหลผ่านตัวซีเนอร์ไดโอด ซ่ึงจะไมถ่ ือว่าเป็นค่ากระแสที่ซีเนอร์ไดโอดทางาน เมอ่ื ปรบั แรงดันไบแอสกลับ

ท่ีแหล่งจ่ายให้เพ่ิมขึ้นจนถึงค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ซีเนอร์ไดโอดจะเริ่มนากระแส มีกระแสไหลผ่านตัวซี
เนอร์ค่ากระแสน้ีจะต้องถูกจากัดด้วยตัวต้านทาน R ผลของกระแสที่ไหลผ่านตัวซีเนอร์ไดโอดนี้จะทาให้เกิดศักยต์ ก

ครอ่ มตัวซเี นอร์ไดโอดตามค่าแรงดนั ซเี นอร์เบรคดาวน์ (Vz) จะเป็นแรงดันไฟตรงทจ่ี ่ายออกเปน็ เอาทพ์ ุตคงท่ี ถ้าเพิ่ม
แรงดันให้ตัวซีเนอร์ไดโอดมากข้ึนไปอีก ค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ของตัวซีเนอร์จะเพ่ิมข้ึนอีกเพียงเล็กน้อย
แต่กระแสซีเนอร์ (Iz) จะไหลเพ่ิมขึ้น ถ้ากระแสไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดมากกว่าค่ากระแสสูงสุดของตัวซีเนอร์ไดโอด
(Izm) ซเี นอร์ไดโอดกจ็ ะชารดุ เสียหายได้เชน่ เดยี วกนั

IF R

VS + IF A
- Dz

(Zener Breakdown Voltage) K

VR VZ VF
R
0.6V

(Cut In Voltage)

VS + IR K
- Dz

A

IR

รูปที่ 3.5 กราฟคณุ สมบัตขิ องซีเนอร์ไดโอด
3.2.3 การทางานของของซีเนอร์ไดโอด การนาซีเนอร์ไดโอดไปใช้งานจะต้องต่อซีเนอร์ไดโอดในลักษณะ
ไบแอสกลับ ค่าแรงดันที่จ่ายไบแอสให้กับซีเนอร์ไดโอดจะต้องสูงกว่าค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ของซีเนอร์
ไดโอดตัวน้ันๆ การต่อใช้งานวงจรซีเนอร์จะต้องต่อตัวต้านทานเปน็ อันดับหรืออนกุ รมกับวงจรซีเนอร์ เพื่อทาหน้าที่
จากดั กระแสไม่ใหเ้ กนิ คา่ กระแสสงู สดุ ทีซ่ เี นอรท์ นได้ ดังรูปที่ 3.6 แสดงสภาวะไม่นากระแสของซีเนอรไ์ ดโอด

0V
VDC

+ R- +

VS + +
-
1-8V A 0A

-

VO = 1-8V

Dz
9V

-

รูปที่ 3.6 แสดงสภาวะไม่นากระแสของซีเนอรไ์ ดโอด
จากรูปท่ี 3.6 แสดงสภาวะไมน่ ากระแสของซเี นอร์ไดโอด ในขณะปรบั แรงดันที่แหลง่ จ่าย (VS) ปอ้ นให้กับซี
เนอร์ไดโอดในลักษณะไบแอสกลบั ต้ังแต่ 1 V ถงึ 9 V จะเห็นวา่ แรงดนั ท่ีจา่ ยให้กับซเี นอร์ไดโอดยังไม่ถึงค่าแรงดันซี
เนอร์ เบรคดาวน์ (Vz) ซึ่งซีเนอร์ไดโอดตัวนี้มีค่า Vz = 9 V ทาให้ซีเนอร์ไดโอดยังไม่นากระแสไม่มีกระแสไหลผ่าน
แอมมิเตอร์ ไม่มีแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R แรงดันทีออกเอาท์พุต(VO) จะเปล่ียนแปลงตามค่าแรงดันของ
แหล่งจา่ ยทีป่ ้อนให้กับวงจรซีเนอรไ์ ดโอด คอื เปลยี่ นแปลงตั้งแต่ 1 V ถงึ 8 V เช่นกนั

1V
VDC

+ R - +
+
VS + IZ VO = 9V
- A
10V
-

D9Vz

-

รูปท่ี 3.7 แสดงสภาวะการนากระแสของซีเนอร์ไดโอด
จากรูปที่ 3.7 สภาวะนากระแสของซีเนอร์ไดโอด โดยจ่ายแรงดันที่แหล่งจ่าย (VS) ให้สูงกว่าค่าแรงดันซี
เนอร์เบรคดาวน์ (Vz) คือ 9 V ทาให้ซีเนอร์ไดโอด Dz นากระแสมีกระแสซีเนอร์ (Iz) หรือ (ID) ไหลผ่านตัวซีเนอร์
ไดโอด และผ่านตัวต้านทาน R จะมีแรงดันตกคร่อมซเี นอร์ไดโอดเท่ากับคา่ แรงดนั ซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) 9 V และ
แรงดันท่ีเหลือจะไปตกคร่อมตัวต้านทาน 1 V ถ้ายิ่งปรับแรงดันที่แหล่งจ่ายเพ่ิมขึ้น กระแส Iz จะยิ่งไหลผ่านซีเนอร์
ไดโอดมากข้นึ แต่ศกั ยต์ กครอ่ มซเี นอรไ์ ดโอดยงั คงมีคา่ ประมาณ 9V เท่าเดิม จะมีศักย์ไปตกคร่อมตัวต้านทาน R
เพิ่มมากขึ้น ต้องระวังค่ากระแสที่ไหลผ่านตัวซีเนอร์ไดโอด ต้องไม่มากเกินกว่าค่ากระแสที่ซีเนอร์ไดโอดทนได้
(Izm) เพราะจะทาใหซ้ เี นอร์ไดโอดชารดุ เสียหายทนั ที


Click to View FlipBook Version
Previous Book
Kenya homework project
Next Book
Wood Catalogue