อิเล็กทรอนิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ภาคเรียนที่ 2 นางสาวอัจฉราลักษณ์ ดุกสุขแก้ว ผู้สอน
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นอุปกรณ์ ทำหน้าที่ ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าใน วงจรไฟฟ้า แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องใช้ไฟฟ้า ได้แก่ - ตัวต้านทาน ( resistor ) - ไดโอด ( doode) - ทรานซิสเตอร์ ( transistor ) - ไอซี หรือ ซิลิคอนชิป ( intergrate circuit or silicon chip )
ตัวต้านทาน (resistor) - ทําหน้าที่จํากัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรตามทีได้กําหนดเอาไว้ - สัญลักษณ์ที่ใช้เป็น ( R ) และค่าความต้านทานมีหน่วยวัดทาง ไฟฟ้าเป็นโอห์ม ( Ω) - ชนิดของตัวต้านทาน แบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่ 1.ต้านทานชนิดค่าคงที่ (Fixed Value Resistor ) และ 2.ตัวต้านทานชนิดปรับค่าได้ ( Variable Value Resistor )
ตัวต้านทานคงที่ ตัวต้านทานทั่วไป มีรูปร่างเป็นทรงกระบอก โดยที่มีสารตัวต้านทานอยู่ที่แกนกลาง หรือ เป็นฟิลม์อยู่ที่ผิว และมีแกนโลหะตัวนำออกมาจากปลายทั้งสองข้าง ตัวต้านทานที่มีรูปร่างนี้เรียกว่า ตัวต้านทานรูปร่างแบบ แอกเซียล ตัวต้านทานใช้สำหรับกำลังสูงจะถูกออกแบบให้มีรูปร่างที่สามารถถ่ายเทความร้อนได้ดี โดยมักจะเป็น ตัวต้านทานแบบขดลวด ตัวต้านทานที่มักจะพบเห็นบนแผงวงจร เช่นคอมพิวเตอร์นั้น โดยปกติจะมีลักษณะเป็น ตัวต้านทานแบบประกบผิวหน้า (surface-mount|) ขนาดเล็ก และไม่มีขาโลหะตัวนำยื่นออกมา นอกจากนั้นตัวต้านทานอาจจะถูกรวมอยู่ภายใน อุปกรณ์วงจรรวม (IC - integrated circuit) โดยตัวต้านทานจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิต และแต่ละ IC อาจมีตัวต้านทานถึงหลายล้านตัวอยู่ภายใน
ตัวต้านทานคงที่ ตัวต้านทานแบบขดลวด แบบ แอกเซียล ตัวต้านทานแบบประกบผิวหน้า
ตัวต้านทานคงที่
การอ่านแถบสีของตัวต้านทาน การอ่านแถบสีของตัวต้านทานแบบ 4 แถบ แถบที่ 1 แสดงเลขหลักที่ 1 แถบที่ 2 แสดงเลขหลักที่ 2 แถบที่ 3 แสดงเลขที่เป็นตัวคูณ แถบที่ 4 แสดงค่าความผิดพลาด การอ่านแถบสีของตัวต้านทานแบบ 5 แถบ แถบที่ 3 แสดงเลขหลักที่ 3 แถบที่ 4 แสดงเลขที่เป็นตัวคูณ แถบที่ 5 แสดงค่าความผิดพลาด สไลด์แสดงการอ่านค่าสีตัวต้านทาน
การอ่านค่าตัวต้านทานจากแถบสี
แถบสีตัวต้านทานแทนค่าด้วยตัวเลข
แบบฝึกหัด1
แบบฝึกหัด2
อ่านค่าสีตัวต้านทาน KΩ KΩ KΩ Ω Ω KΩ KΩ Ω ให้ผู้เรียนอ่านค่าสีตัวต้านทานในรูปและคลิกตอบ Ω KΩ KΩ Ω
ตัวต้านทานปรับค่าได้ ตัวต้านทานปรับค่าได้ เป็นตัวต้านทาน ที่ค่าความต้านทานสามารถปรับเปลี่ยนได้ โดยอาจมีปุ่มสำหรับ หมุน หรือ เลื่อน เพื่อปรับค่าความต้านทาน และบางครั้งก็เรียก โพเทนติโอมิเตอร์ (potentiometers) หรือ รีโอสแตต (rheostats) ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ มีทั้งแบบที่หมุนได้เพียงรอบเดียว จนถึง แบบที่หมุนแบบเป็นเกลียวได้หลายรอบ บางชนิดมีอุปกรณ์แสดงนับรอบที่หมุน รีโอสแตต (rheostat) : เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้มี 2 ขา โดยที่ขาหนึ่งถูกยึดตายตัว ส่วนขาที่เหลือเลื่อนไปมาได้ ปกติใช้สำหรับส่วนที่มีปริมาณกระแสผ่านสูง โพเทนติโอมิเตอร์ (potentiometer) : เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้ ที่พบเห็นได้ทั่วไป โดยเป็นปุ่มปรับความดัง สำหรับเครื่องขยายเสียง
ตัวต้านทานปรับค่าได้
ตัวต้านทานปรับค่าได้
ตัวต้านทานไวความร้อน เทอร์มิสเตอร์ (thermistor) เป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามระดับอุณหภูมิ แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ ตัวต้านทานที่มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นบวก (PTC - Positive Temperature Coefficient) เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความต้านทานมีค่าสูงขึ้นตาม มีพบใช้ในวงจรเครื่องรับโทรทัศน์ นอกจากนั้นแล้ว ตัวต้านทานประเภทนี้ยังมีการออกแบบเฉพาะเพื่อใช้เป็น ฟิวส์ (fuse) ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ เรียกว่า โพลีสวิตช์ (polyswitch) ตัวต้านทานที่มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นลบ (NTC - Negative Temperature Coefficient) เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความต้านทานมีค่าลดลง ปกติใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิ
ตัวต้านทานไวความร้อน
ตัวต้านทานไวแสง แอลดีอาร์ (LDR : Light Dependent Resistor) ตัวต้านทานปรับค่าตามแสงตกกระทบ ความเข้มของแสงที่ตกกระทบมากเท่าไร ความต้านทานก็ยิ่งลดลงมากเท่านั้น
ตัวต้านทานไวแสง
ไดโอด ไดโอด (อังกฤษ: diode) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง ที่ออกแบบและควบคุมทิศทางการไหลของประจุไฟฟ้า มันจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียว และกั้นการไหลในทิศทางตรงกันข้าม เป็นประโยชน์ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ใช้เป็นเรียงกระแสไฟฟ้าในวงจรภาคจ่ายไฟ เป็นต้น ไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ p - n สามารถควบคุมให้กระแสไฟฟ้าจากภายนอกไหลผ่านตัวมันได้ทิศทางเดียว ไดโอดประกอบด้วยขั้ว 2 ขั้ว คือ แอโนด (Anode; A) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด p และ แคโธด (Cathode; K) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด n
ไดโอดธรรมดา(normal diode)
ไดโอดเปล่งแสง หรือ แอลอีดี (Light Emitting Diode ; LED) color (wavelength) เป็นตัวบอกสี ซึ่งหมายถึงขนาดของความยาวคลื่นที่ LED เปล่งแสงออกมา เช่น สีฟ้า จะมีความยาวคลื่น ประมาณ 468nm สีขาว จะมีความยาวคลื่น ประมาณ 462nm สีเหลือง จะมีความยาวคลื่น ประมาณ 468nm สีเขียว จะมีความยาวคลื่น ประมาณ 565nm สีแดง จะมีความยาวคลื่น ประมาณ 630nm เป็นต้น (สว่างมากที่สุด)
ไดโอดเปล่งแสง (การต่อขั้วลบกับขั้วลบ ขั้วบวกกับขั้วบวก ของแบตเตอรี่) ไดโอดเปล่งแสง (การต่อขั้วลบกับขั้วลบ ขั้วบวกกับขั้วบวก ของแบตเตอรี่)
ทรานซิสเตอร์ ทำหน้าที่ ในการขยายสัญญาณไฟฟ้าและควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า หรือเป็นสวิตซ์ เปิด-ปิด เครื่องใช้ไฟฟ้า โครงสร้างประกอบด้วย สารกึ่งตัวนำ 3 ชั้น แต่ละชั้นจะต่อลวดตัวนำ ทำให้มี 3 ขา ได้แก่ 1.ชั้นเบส (base : b) บางที่สุด 2.ชั้นคอลเล็กเตอร์ (collector:c) 3.ชั้น อิมิตเตอร์ (emitter:e) สารกึ่งตัวนำที่นำมาประกอบทรานซิสเตอร์ มี 2 ชนิดได้แก่ ชนิดพี(p:+)และชนิดเอ็น ( n: -)
ประเภทของทรานซิสเตอร์ มี 2 ประเภท ชนิดเอ็นพีเอ็น(npn) ประกอบด้วยชั้น n 2 ชั้น ชนิดพีเอ็นพี (pnp) ประกอบด้วยชั้น p 2 ชั้น
ทรานซิสเตอร์
ทรานซิสเตอร์
ไอซีหรือซิลิคอนชิป ไอซี วงจรรวม หรือIntegrated Circuit หมายถึงวงจรที่นำเอา ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ,ไดโอด,ทรานซิสเตอร์ มาประกอบรวมกันบนแผ่นวงจรขนาดเล็ก ในปัจจุบันแผ่นวงจรนี้จะทำด้วยแผ่นซิลิคอน บางทีอาจเรียกว่าชิป (Chip) ภายในไอซี จะมีความซับซ้อนมาก ไอซีนั้นมักพบเห็นได้ภายในคอมพิวเตอร์และ ไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งใช่ทำงานควบคุม คอมพิวเตอร์ จนถึงโทรศัพท์มือถือ หรือแม้กระทั่งหน่วยความจำ (RAM) และอุปกรณ์อื่นๆอีกมากมาย
ลักษณะของไอซี
ประเภทของซิลิคอนชิป มี 3 ประเภท ได้แก่ 1. ซิลิคอนชิปบันทึกข้อมูล มี 3 ประเภท ได้แก่ 1. ซิลิคอนชิปบันทึกข้อมูล 2. ซิลิคอนชิปบันทึกข้อมูลและสั่งงาน 3. ซิลิคอนชิปบันทึกข้อมูลและประมวลผล
การผลิตชิป เริ่มต้นโดยการนำทรายมาแยกเอาซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ระดับ 99.9999999 เปอร์เซ็นต์ นำแท่งซิลิกอนมาฝานออกเป็นแผ่นกลมบางๆ ที่มีความหนาขนาด 0.002 นิ้ว ที่เรียกว่าแผ่นเวเฟอร์ (wafer) พิมพ์วงจรลงในแผ่นเวเฟอร์ และตรวจสอบความถูกต้อง จากนั้นนำแผ่นเวเฟอร์ไปตัดเป็นชิ้นเล็กๆ ที่มีวงจรรวมอยู่และประกอบเป็นชิพ แผ่นเวเฟอร์หนึ่งแผ่นจะสามารถสร้างชิพได้เป็นจำนวนนับร้อยเลยทีเดียว
ประโยชน์ของอิเล็กทรอนิกส์ 1) ประโยชน์ของตัวต้านทาน 2) ประโยชน์ของไดโอด 3) ประโยชน์ของทรานซิสเตอร์ 4) ประโยชน์ของซิลิคอนชิป
ประโยชน์ของตัวต้านทาน เครื่องเตือนอัคคีภัย มีตัวต้านทานไวความร้อน (เทอร์มิสเตอร์) มีความร้อน ความต้านทานลดลง สวิสเทอร์มิสเตอร์เปิด กระแสไหลเข้าสู่วงจร หลอดไฟเตือนภัยติด สวิตซ์ปรับความดังหรือความเร็ว เช่น พัดลม โทรทัศน์ วิทยุ เครื่องปั่น เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้ สวิตซ์เปิดปิดไฟอัตโนมัติ ภายในมีตัวต้านทานไวแสงหรือ LDR ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ เมื่อความเข้มแสงมาก ตัวต้านทานไวแสงจะปิด ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล หลอดไฟดับ เมื่อความเข้มแสงน้อย ตัวต้านทานไวแสงจะเปิด มีกระแสไฟฟ้าไหล หลอดไฟสว่าง
ประโยชน์ของไดโอด ไดโอดธรรมดา ไดโอดเปล่งแสง เช่น หน้าจอเครื่องเล่นวิทยุเทป หน้าปัดนาฬิกา เครื่องคิดเลข
ประโยชน์ของทรานซิสเตอร์ ใช้เป็นวงจรขยายในเครื่องรับวิทยุและเครื่องรับโทรทัศน์ เช่น เครื่องรับวิทยุ เครื่องรับโทรทัศน์ เครื่องคำนวณอัตโนมัติ ใช้เป็นสวิตซ์เปิด-ปิด เพื่อควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ เครื่องเล่นวิทยุ -ซีดี
ประโยชน์ของซิลิคอนชิป ใช้สำหรับการบันทึกข้อมูล เช่น บัตรถอนเงินสด(ATM) บัตรโทรศัพท์ ใช้สำหรับการบันทึกข้อมูลและสั่งงาน เช่นเครื่องซักผ้าอัตโนมัติ จักรเย็บผ้าอัตโนมัติ เครื่องเล่นซีดี เครื่องไมโครเวฟ เครื่องปรับอากาศ เครื่องกระตุ้นหัวใจเทียม ใช้สำหรับการบันทึกข้อมูลและประมวลผล เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ กล้องวีดิทัศน์ กล้องถ่ายรูปดิจิตอล