ให้เรตสมาชิก: 5 / 5

ดาวใช้งานดาวใช้งานดาวใช้งานดาวใช้งานดาวใช้งาน
 

สารกึ่งตัวนํา Bipolar Junction Transistor (ไบโพลา จักชัน ทรานซิสเตอร์) 

 

     Transistor (ทรานซิสเตอร์) คือ สิ่งประดิษฐ์ทำจากสารกึ่งตัวนำมี 3 ขา กระแสหรือแรงดัน เคลื่อนเพียงเล็กน้อยที่ขาหนึ่งจะควบคุมกระแสที่มีปริมาณมาก ที่ไหลผ่านขาทั้งสองข้างได้ หมายความว่า ทรานซิสเตอร์เป็นทั้งเครื่องขยายและสวิทซ์ทรานซิสเตอร์

     ทรานซิสเตอร์ชนิดสองรอยต่อหรือ BJT (บีเจที) นี้ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด P และ N ต่อกัน โดยการเติมสารเจือปน Doping (ดูปิง) จำนวน 3 ชั้น ทำให้เกิดรอยต่อ Junction (จังชัน) ขึ้นจำนวน 2 รอยต่อ การสร้างทรานซิสเตอร์จึงสร้างได้ 2 ชนิดคือ ชนิดที่มีสาราชนิด N 2 ชั้นเรียกว่าชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น) และ ชนิดที่มีสาร P 2 ชั้นเรียกว่าชนิด PNP (พีเอ็นพี) ซึ่งมีโครงสร้าง ดังรูปตัวอย่าง

โครงสร้างชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น)

โครงสร้างชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น)
โครงสร้างชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น)

โครงสร้างชนิด PNP (พีเอ็นพี)

โครงสร้างชนิด PNP (พีเอ็นพี)
โครงสร้างชนิด PNP (พีเอ็นพี)

สัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น) ลูกศรจะชี้ออก

 ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น) ลูกศรจะชี้ออก
ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น) ลูกศรจะชี้ออก

ทรานซิสเตอร์ชนิด PNP (พีเอ็นพี) ลูกศรจะชี้เข้า

ทรานซิสเตอร์ชนิด PNP (พีเอ็นพี) ลูกศรจะชี้เข้า
ทรานซิสเตอร์ชนิด PNP (พีเอ็นพี) ลูกศรจะชี้เข้า

ขาทั้ง 3 ที่ต่อใช้งานของทรานซิสเตอร์ มีชื่อเรียกดังนี้
     1. ขาคอลเล็คเตอร์ Collector (คอลเล็คเตอร์) เรียกย่อ ๆ ว่า ขาซี (C) เป็นโครงสร้างที่มีชิ้นสารขนาดใหญ่ที่สุด
     2. ขาอิมิตเตอร์ Emitter (อิมิตเตอร์) เรียกย่อ ๆ ว่า ขาอี (E) เป็นโครงสร้างที่มีชิ้นสารขนาดรองลงมา และอยู่คนละด้านกับคอลเล็กเตอร์
     3. ขาเบส Base (เบส) เรียกย่อ ๆ ว่า ขาบี (B) เป็นโครงสร้างที่มีชิ้นสารขนาดแคบสุด เมื่อเทียบกับอีกสองส่วน และอยู่ระหว่างกลางของสารทั้งสอง

หลักการทํางาน
     ทรานซิสเตอร์ทั้งชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น) และชนิด PNP (พีเอ็นพี) เมื่อนําไปใช้งานไม่ว่าจะใช้ในวงจรขยายสัญญาณ Amplifier (แอมพิฟาย) หรือ ทํางานเป็นสวิตซ์ จะต้องทําการไบอัสให้ทรานซิสเตอร์ทํางานได้ โดยใช้หลักการไบอัส ดังนี้
     - ไบอัสตรง (Forward Bias) ให้กับรอยต่อระหว่างอิมิตเตอรกับเบส
     - ไบอัสกลับ (Reverse Bias) ให้กับรอยต่อระหว่างคอลเลคเตอร์กับเบส


การทำงานของทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น)
     การป้อนแรงดันไฟฟ้าให้กับทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (เอ็นพีเอ็น) คือ การจ่ายไฟลบให้ขา E เมื่อเทียบกับ ที่จ่ายให้ขา B และจ่ายไฟบวกให้ขา C เมื่อเทียบกับไฟลบที่จ่ายให้ขา B มีทั้งไฟบวกและไฟลบ แต่การ เทียบศักย์ Forward (ฟอเวิด) นั้นจะเทียบระหว่างขา B กับขา E เท่านั้นทำให้ขา B ซึ่งเป็นสาร P ได้รับแรงไฟ Forward (ฟอเวิด) คือเป็นไฟบวกเมื่อเทียบกับขา E

การทำงานของทรานซิสเตอร์ชนิด PNP (พีเอ็นพี่)
     การป้อนแรงดันไฟฟ้าให้กับทรานซิสเตอร์ชนิด PNP (พีเอ็นพี) โดยการจ่ายไฟบวกให้ขา E เมื่อเทียบ กับไฟลบที่จ่ายให้ขา B และจ่ายไฟลบเข้าขา C เมื่อเทียบกับไฟบวกที่จ่ายให้ขา B ทำให้ขา B มีทั้ง ไฟลบและไฟบวก ทำให้ขา B ซึ่งเป็นสาร N ได้รับ Forward Bias (ฟอเวิด ใบอัส) คือ เป็นลบเมื่อเทียบกับขา E เท่านั้น


อ้างอิง
rmutphysics.com