1. 1
สาระสําคัญ
สารกึ่งตัวนํา คือ สารที่มีสภาพระหวางตัวนํากับฉนวน นํา
ไปใชในการสรางอุปกรณทางอิเล็กทรอนิกสตางๆ เชน ไดโอด
ทรานซิสเตอร ฯลฯ การคนพบสารกึ่งตัวนํานับเปนการคนพบที่ยิ่ง
ใหญ จนอาจกลาวไดวาเปนการปฏิวัตอตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส
ิุ
เลยทีเดียว
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

2. 2
ผลการเรียนรูที่คาดหวัง
บอกคําจํากัดความของสารกึ่งตัวนําได
อธิบายความแตกตางระหวางสารกึ่งตัวนําชนิด P และ ชนิด N ได
บอกโครงสรางและเขียนสัญลักษณของไดโอดทรานซิสเตอรได
อธิบายหลักการทํางานของไดโอดและทรานซิสเตอรได
ยกตัวอยางการนําไดโอดและทรานซิสเตอรไปใชงานได
สามารถตรวจสอบไดโอดและทรานซิสเตอรดวยมัลติมิเตอรได
บอกชื่อและหนาที่ของไดโอดชนิดตางๆได
บอกชื่อและหนาที่ของทรานซิสเตอรชนิดตางๆได
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

3. 3
สารกึ่งตัวนําคืออะไร
อิเล็กตรอน
นิวเคลียส
ตัวนํา สารกึ่งตัวนํา ฉนวน
รูปที่ 7.1 แสดงโครงสรางของสสารแตละประเภท
สารกึ่งตัวนํา ชนิด P และ ชนิด N
สารกึ่งตัวนํา บริสุทธิ์ (Intrinsic Semiconductor) จะมี
สภาพการนําไฟฟาที่ไมดี เพราะอิเล็กตรอนวงนอกจะจับตัวรวม
กัน โดยใชอิเล็กตรอนรวมกัน เพื่อใหเกิดภาวะเสถียร เสมือนมี
อิเล็กตรอนวงนอก 8 ตัวจึงไมเหมาะตอการใชงาน ดังนั้นในทาง
ปฏิบติจึงมีการเติมสารอื่นเขาไป เพื่อใหเกิดสภาพนําไฟฟาที่ดีกวา
ั
เดิมเหมาะกับการใชงาน โดยการเติมสารหรือที่เรียกกันทับศัพท
วา การโดป(Doping) สารนั้น จะมีได 2 ลักษณะคือ
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

4. 4
เติมสารที่มีอิเล็กตรอนวงนอก 3 ตัว เชน อลูมเิ นียม หรือ
แกลเลียม ลงไป ทําใหเกิดสภาวะขาดอิเล็กตรอนคือจะมีที่วาง
ของอิเล็กตรอนซึ่งเรียกวา โฮล (Hole) มากกวาจํานวนอิเล็กตรอน
อิสระ ดวยเหตุที่โฮลมีสภาพเปนประจุไฟฟาบวกและเปนพาหะสวน
ใหญของสาร สวนอิเล็กตรอนจะเปนพาหะสวนนอย เราจึงเรียกสาร
กึ่งตัวนําประเภทนี้วา สารกึ่งตัวนําชนิด P (P-type Semiconductor)
เติมสารที่มีอิเล็กตรอนวงนอก 5 ตัว เชน สารหนู หรือ
ฟอสฟอรัส ลงไป ทํ าใหเกิดสภาวะมีอิเล็กตรอนอิสระมากกวา
จํ านวนของโฮล ดวยเหตุที่อิเล็กตรอนมีประจุไฟฟาลบและเปน
พาหะสวนใหญ สวนโฮลเปนพาหะสวนนอยของสารเราจึงเรียกวา
เปน สารกึ่งตัวนําชนิด N (N-type Semiconductor)
P N
โฮล
โฮล อิเล็กตรอน อิเล็กตรอน
รูปที่ 7.2 แสดงสารกึ่งตัวนําชนิด P และ ชนิด N
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

5. 5
รอยตอ PN
บริเวณปลอดพาหะ
(Depletion Region)
รูปที่ 7.3 แสดงโครงสรางของรอยตอ P-N
การไบอัสรอยตอ PN
โฮล อิเล็กตรอน
กระแสอิเล็กตรอน แบตเตอรี่ กระแสอิเล็กตรอน
รูปที่ 7.4 แสดงการไบอัสตรง
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

6. 6
ในทางตรงกันขามหากเราทําการจายแรงดันสลับดาน โดย
ใหขั้วบวกของแบตเตอรี่ตอเขากับสารกึ่งตัวนําชนิด N และตอขั้ว
ลบเขากับสารกึ่งตัวนําชนิด P จะทําใหมีการฉุดรั้งอิเล็กตรอนไม
ใหขามมายังฝงตรงขาม ทําใหไมเกิดกระแสไหล เราเรียกลักษณะ
การตอแรงดันในลักษณะนี้วา การไบอัสกลับ (Reveres Bias)
โฮล อิเล็กตรอน
อิออนลบ อิออนบวก
เขตปลอดประจุ
รูปที่ 7.5 แสดงการไบอัสกลับ
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

7. 7
ไดโอด
จากคุณลักษณะของรอยตอ PN ของสารกึ่งตัวนํา เราจึงนํา
มาสรางอุปกรณที่เรียกวา ไดโอดขึ้น โดยเรียกขั้วที่ตอกับสาร P
วา อาโนด(Anode) และเรียกขั้วที่ตอกับสาร N วา คาโถด
(Cathode) โดยจะมีรูปลักษณะและสัญลักษณดังรูปที่ 7.6
รูปที่ 7.6 แสดงรูปลักษณะ และ สัญลักษณ ของไดโอด
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

8. 8
การตรวจสอบไดโอด
วิธการตรวจสอบไดโอดวาดีหรือเสียและตรวจสอบขั้วของ
ี
ไดโอดทําไดโดยอาศัยคุณสมบัติของการไบอัสไดโอด โดย
สามารถทําไดดังนี้ คือ
1. ใชมัลติมิเตอรตั้งยานวัดโอหม R X 1
2. ใชปลายสายวัดตอเขากับขั้วตอแตละดานของไดโอด
3. สังเกตเข็มมิเตอรวาขึ้นหรือไม
4. จากนั้นทํ าการสลับขั้วสายวัดแลวสังเกตเข็มมิเตอรอีก
ครั้ง
รูปที่ 7.7 แสดงการตรวจสอบไดโอดดวยมิเตอร
1. การปองกันการตอแบตเตอรี่ผิดขั้ว
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

9. 9
การปองกันการตอแบตเตอรี่ผิดขั้ว
+ +
วงจร วงจร
อิเล็กทรอนิกส อิเล็กทรอนิกส
-
ตอถูกขั้ว กระแสไหล ตอผิดขั้ว กระแสไมไหล
วงจรทํางาน วงจรไมทํางาน
รูปที่ 7.9 แสดงการตอแบตเตอรี่เขากับวงจร
การแปลงไฟสลับเปนไฟตรง
รูปที่ 7.10 แสดงการแปลงไฟสลับเปนไฟตรง
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

10. 10
ไดโอดชนิดตางๆ
ไดโอดดีเท็คเตอร ( Detector Diode)
ไดโอดเร็กติฟาย (Rectifier Diode)
ไดโอดกําลัง ( Power Diode)
ซีเนอรไดโอด ( Zener Diode)
ไดโอดเปลงแสง (Light Emitting Diode)
ไดโอดรับแสง (Photo Diode)
รูปที่ 7.11 แสดงไดโอดประเภทตางๆ
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

11. 11
ขอควรระวังในการใชงานไดโอด
1. ในการใชงานไบอัสตรงจะตองมีตัวตานทานจํากัดกระแสตอไวเสมอ
2. การใชงานในสภาวะไบอัสกลับจะตองระวังไมใหไดโอดไดรบแรงดัน
ั
ไบอัสกลับเกินกวาคาแรงดันไบอัสกลับสูงสุดที่ทนได
3. การใชงานไดโอดเปลงแสงหรือแอลอีดี จะตองระวังไมใหกระแสเกิน
กวา 20 mA
4. ไมควรใหแอลอีดีไดรับแรงดันไบอัสกลับ
5. คาแรงดันที่ตกครอมแอลอีดีในสภาวะทํางานจะแตกตางกันไปตามสารที่
ใชทํา
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

12. 12
ทรานซิสเตอร
ทรานซิสเตอร (Transistor) เปนอุปกรณอิเล็กทรอนิกส
ชนิดหนึ่ง ที่สรางมาจากสารกึ่งตัวนํา 3 ชิ้น มาเชื่อมตอกัน คือ
ชิ้นแรก เรียกวา อิมิตเตอร (Emitter)
ชิ้นที่สอง เรียกวา เบส (Base) จะเปนชิ้นสารบางๆ
ชิ้นที่สาม เรียกวา คอลเล็กเตอร (Collector)
รอยตอ PN ระหวาง รอยตอ PN ระหวาง เบส
เบส กับ อิมิตเตอร กับ คอลเล็กเตอร
รูปที่ 7.12 แสดงโครงสรางของทรานซิสเตอร
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

13. 13
โครงสรางของทรานซิสเตอรชนิด PNP และ NPN
PNP NPN
สัญลักษณ ของทรานซิสเตอรชนิด PNP และ NPN
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

14. 14
การทํางานของทรานซิสเตอร
รอยตอ PN รอยตอ PN
เบส-อิมิตเตอร เบส-คอลเล็ก
- +
VBE VCE
+ -
รูปที่ 7.14 แสดงการทํางานของทรานซิสเตอร
การไบอัส
ไบอัสแบบแบงแรงดัน
ไบอัสคงที่
(Voltage Divider Bias)
(Fixed Bias)
ไบอัสตัวเอง
(Self Bias)
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

15. 15
การตรวจสอบทรานซิสเตอร
การตรวจวาทรานซิสเตอรดีหรือเสีย
1. กอนอื่นตองทราบกอนวา ทรานซิสเตอรเปนประเภทอะไร และขาใดเปนขา
อะไร ถาทรานซิสเตอร เปนชนิด NPN ใหตอขั้วลบของมิเตอรไวที่ขาคอลเล็ก

เตอร ใหตอขั้วบวกไวที่ขาอิมิตเตอร แตถาเปนชนิดPNP ใหสลับกันคือ ตอขั้ว

บวกของมิเตอรไวที่ขาคอลเล็กเตอรและตอขั้วลบไวที่ขาอิมิตเตอร
2. ตั้งมัลติมเิ ตอรในยานวัดโอหม R X 10
3. ดูเข็มของมิเตอรวาขึ้นหรือไม ถาขึ้นแสดงวาอาจชอตหรือมีกระแสรั่วไหลสูง
4. จากนั้นใชนิ้วมือแตะระหวางขาคอลเล็กเตอรและขาเบส(แทนตัวตานทาน Rb)
5. สังเกตวาเข็มขึ้นจากเดิมหรือไม ถาขึ้นแสดงวาใชได โดยถาขึ้นสูงแสดงวาอัตรา
ขยายกระแสสู ง (ในการวั ด เพื่ อ เปรี ย บเที ย บอั ต ราการขยายกระแสของ
ทรานซิสเตอรแตละตัว ควรใชอุปกรณการวัดทรานซิสเตอรที่ใหมากับมัลติ
มิเตอร จะชวยใหมีความเที่ยงตรงมากยิ่งขึ้น)
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

16. 16
การตรวจหาขาและชนิดของทรานซิสเตอร
1. ตั้งมัลติมเิ ตอรยานวัดโอหม R X 10
2. ตรวจสอบหาขาเบสของทรานซิสเตอร โดยพิจารณาทรานซิสเตอรในลักษณะ
ของไดโอดดังรูป
PNP NPN
รูปที่ 7.16 แสดงการตรวจหาขาเบสของทรานซิสเตอร
3. ใชขาใดขาหนึ่งเปนหลัก โดยสมมุติใหเปนขาเบส แลวตอสายวัดไว จากนั้นใช
สายวัดอีกเสน แตะที่ขาทั้งสองที่เหลือ ถามิเตอรขึ้น ทั้ง 2 ครั้ง แสดงวามีแนว
โนมที่จะเปนขาเบส จากนั้นใหสลับสายวัดแลวลองทําซํ้าตามเดิมอีกครั้ง ถาไม
ขึนทั้งสองขา แสดงวาเปนขาเบสแนนอน
้
4. เมื่อหาขาเบสไดก็จะรูชนิดของทรานซิสเตอรคือ ถาในสภาวะขึ้นทั้ง 2 ขา ขั้ว
บวกของมิเตอรตออยูกับขาเบส แสดงวา เปนทรานซิสเตอร PNP แตถาเปนขั้ว
ลบตออยูที่ขาเบสตอนเข็มมิเตอรขึ้น 2 ครั้ง แสดงวาเปนชนิด NPN
5. หลังจากหาขาเบสไดแลวใหลองหาขาคอลเล็กเตอรและอิมิตเตอร ตามหลักการ
ไบอัสทรานซิสเตอร เชนเดียวกับวิธีหาวาทรานซิสเตอรดีหรือเสีย ถาตอถูกตอง
เข็มจะขึ้นสูงเมื่อใชนิ้วมือแตะระหวางขา เบสและคอลเล็กเตอร
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี

17. 17
การนําไปใชงาน
220 R1
100k R2
LED
BATTERY
2N2002 9V
LDR R3
แสดงการนําทรานซิสเตอรไปตอเปนวงจรสวิตช
ทรานซิสเตอรชนิดตางๆ
ทรานซิสเตอรสัญญาณตํ่า (Small Signal Transistor)
ทรานซิสเตอรกําลัง (Power Transistor)
ทรานซิสเตอรชนิดทํางานความถี่สูง
โฟโตทรานซิสเตอร (Photo Transister)
สํานักพิมพศูนยสงเสริมอาชีวะ โดยบุญสืบ โพธิ์ศรี