Downloaded 65 times
Zener diode
- 1. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม หน่วยที่ 3 ชื่อเรื่อง/งาน ซีเนอร์ไดโอด เวลา 5 ชั่วโมง สัปดาห์ที่ 3 หัวข้อเรื่อง/งาน 3.1 โครงสร ้างและสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด 3.2 คุณสมบัติทางไฟฟ้าของซีเนอร์ไดโอด 3.3 การวัดและทดสอบคุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด สาระสาคัญ ซีเนอร์ไดโอด เป็นไดโอดที่ทางานในย่านเบรกดาวน์ ( Breakdown) ซึ่งเรียกว่าซีเนอร์ เบรกดาวน์ (Zener breakdown) ซึ่งเกิดจากการป้อนไบอัสกลับให ้กับไดโอดสูงขึ้นจน ไดโอดถึงจุดพังทลายทาให ้แรงดันตกคร่อมไดโอดขณะนั้นมีค่าคงที่ จึงได ้นาคุณสมบัติ ดังกล่าวมาผลิตเป็นซีเนอร์ไดโอด เพื่อใช ้งานในวงจรรักษาแรงดันคงที่
- 2. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อผู้เรียนเรียนจบในหน่วยแล ้วผู้เรียนสามารถ 1. บอกโครงสร ้างของซีเนอร์ไดโอดได ้ 2. อธิบายคุณสมบัติทางไฟฟ้าของซีเนอร์ไดโอดได ้ 3. วัด ทดสอบ และประกอบวงจรเพื่อหาคุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอดได ้ 4. นักเรียนมีความสนใจในการเรียนรู้ และปฏิบัติงานอย่างรอบรอบคอบ
- 3. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม 3.1 โครงสร้างและสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอด (ZENER DIODE) คือไดโอดที่ผลิตขึ้นมาจากสารกึ่งตัวนา P และ N เช่นเดียวกับไดโอดธรรมดา มีขาแอโนด (A) และขาแคโธด (K) เช่นเดียวกัน แต่การทางาน และการใช ้งานจะแตกต่างกัน ตรงที่ซีเนอร์ไดโอดในการที่จะนาไปใช ้งานจะต ้องจ่ายไบอัส กลับถึงจุดเบรคดาวน์ (ZENER BREAKDOWN) และจะทางานเป็นอุปกรณ์ควบคุมแรงดันให ้ คงที่ตลอดเวลา ส่วนไดโอดธรรมดาจะทางานเฉพาะช่วงไบอัสตรง โครงสร ้างและ สัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอดดังรูปที่ 3.1 โครงสร ้างและสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด รูปที่ 3.1 โครงสร ้างและสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด
- 4. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม 3.2 คุณสมบัติทางไฟฟ้ าของซีเนอร์ไดโอด 3.2.1 การจ่ายไบอัสเพื่อให ้ซีเนอร์ไดโอดทางาน จะจ่ายไบอัสได ้ 2 ลักษณะ เช่นเดียวกับไดโอดธรรมดาคือไบอัสตรง และไบอัสกลับ ขณะจ่ายไบอัสตรงให ้ซีเนอร์ ไดโอด จะทางานเหมือนไดโอดธรรมดา คือ จะนากระแสเมื่อมีแรงดันจ่ายให ้ตัวซีเนอร์ ไดโอดเกินกว่า 0.6 V และจะนากระแสเพิ่มขึ้น เมื่อจ่ายแรงดันให ้ตัว ซีเนอร์มากขึ้นขณะจ่าย ไบอัสกลับให ้ซีเนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอดจะไม่นากระแส แต่จะมีกระแสรั่วซึมไหลผ่านบ ้าง เล็กน้อย จนกว่าแรงดันไบอัสกลับที่จ่ายให ้ถึงค่าแรงดันซีนเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ซีเนอร์ ไดโอดถึงจะนากระแส และเกิดแรงดันตกคร่อมตัวซีเนอร์ไดโอดคงที่ตามค่าซีเนอร์เบรค ดาวน์ (Vz) นั้นค่าซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ของซีเนอร์ไดโอดจะไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับ ขบวนการผลิตในการเติมสารเจือปนลงไปในธาตุซิลิคอนซีเนอร์ไดโอดที่ถูกสร ้างมาใช ้งาน จะมีค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ให ้เลือกใช ้มากมายหลายขนาด ตั้งแต่ประมาณ 2.4 V ถึง 200 V และค่าทนกาลังไฟฟ้าของซีเนอร์ (Pz) ก็ให ้เลือกใช ้งานได ้หลายขนาด เช่นเดียวกันคือตั้งแต่ประมาณ 0.5 W ถึง 50 Wคุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด จะเป็ น ตัวกาหนดแรงดันให ้คงที่ป้อนออกเอาท์พุทจะมีแรงดันเท่าไรขึ้นอยู่กับการเลือกค่าแรงดันซี เนอร์เบรคดาวน์ (Vz) มาใช ้งาน ดังนั้นสามารถเขียนแทนซีเนอร์ไดโอดได ้เหมือนเป็ น แหล่งจ่าย Vz โดยเขียนในรูปของวงจรสมมูล ดังรูปที่ 3.2 วงจรสมมูลของซีเนอร์ไดโอด
- 5. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม รูปที่ 3.2 วงจรสมมูลย์ของซีเนอร์ไดโอด
- 6. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม 3.2.2 กราฟแสดงคุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด รูปที่ 3.3 กราฟคุณสมบัติของซีนเนอร์ไดโอด
- 7. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม กราฟคุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด โดยแบ่งกราฟออกเป็น 2 ช่วงดังรูปที่ 3.3 คือช่วงไบอัสตรง คือจ่ายแรงดันไฟตรงแบบถูกขั้วให ้ตัวซีเนอร์ไดโอด โดยจ่ายบวกให ้ขา A จ่ายลบให ้ขา K มีตัว ต ้านทาน R ต่อเพื่อจากัดกระแสที่ผ่านซีเนอร์ไดโอดไม่ให ้เกินกว่าค่าซีเนอร์ไดโอดทนได ้ การ จ่ายแรงดันไบอัสตรงครั้งแรกค่าต่าให ้ซีเนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอดจะมีกระแสไหลผ่านตัวมัน น้อยมาก อาจกล่าวได ้ว่าในช่วงนี้ซีเนอร์ไดโอดจะยังไม่นากระแส จนแรงดันที่ป้อนถึงค่า แรงดันคัทอินประมาณ 0.6 V ซีเนอร์ไดโอด จึงจะเริ่มนากระแส และถ ้าเมื่อไรจ่ายแรงดันให ้ ซีเนอร์ไดโอดมากกว่าค่าแรงดันคัทอิน ซีเนอร์ไดโอดจะนากระแสมากขึ้นตามแรงดันที่ป้อนให ้ ทางานเหมือนไดโอดธรรมดาทุกประการ
- 8. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม ช่วงไบอัสกลับ คือ จ่ายแรงดันไฟตรงกลับขั้วให ้ตัวซีเนอร์ โดยจ่ายบวกให ้ขา K จ่ายลบให ้ ขา A และมีตัวต ้านทาน R ต่อกาจัดกระแสที่ไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด ไม่ให ้เกินกว่าค่าซีเนอร์ ไดโอดทนได ้ การจ่ายแรงดันไบอัสกลับให ้ตัวซีเนอร์ไดโอดซีเนอร์ไดโอดจะไม่นากระแส แต่อาจจะมีกระแสรั่วซึมไหลผ่านตัวซีเตอร์ไดโอด ซึ่งจะไม่ถือว่าเป็ นค่ากระแสที่ซีเนอร์ ไดโอดทางาน เมื่อปรับแรงดันไบอัสกลับ ให ้เพิ่มขึ้นจนถึงค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ซีเนอร์ไดโอดจะเริ่มนากระแส มีกระแสไหลผ่านตัวซีเนอร์ค่ากระแสนี้จะต ้องถูกกาจัดด ้วยตัว ต ้านทาน R ผลของกระแสที่ไหลผ่านตัวซีเนอร์ไดโอดนี้จะทาให ้เกิดศักย์ตกคร่อมตัวซีเนอร์ ไดโอดตามค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) จะเป็นแรงดันไฟตรงที่จ่ายออกเป็นเอาท์พุต คงที่ ถ ้าเพิ่มแรงดันให ้ตัวซีเนอร์ไดโอดมากขึ้นไปอีก ค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ของ ตัวซีเนอร์จะเพิ่มขึ้นอีกเพียงเล็กน้อย แต่กระแสซีเนอร์ (Iz) จะไหลเพิ่มขึ้น ถ ้ากระแสไหล ผ่านซีเนอร์ไดโอดมากกว่าค่ากระแสสูงสุดของตัวซีเนอร์ไดโอด (Izm) ซีเนอร์ไดโอดก็จะ ชารุดเสียหายได ้เช่นเดียวกัน
- 9. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม 3.2.3 การทางานของของซีเนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอดจะนากระแส และกาหนดแรงดันคงที่ ออกเอาท์พุตได ้นั้น ค่าแรงดันที่ป้อนเข ้ามาเป็ นไบอัสกลับจะต ้องสูงกว่าค่าแรงดันซีเนอร์ เบรคดาวน์ (Vz) ของซีเนอร์ไดโอดตัวนั้นๆ การต่อใช ้งานวงจรซีเนอร์จะต ้องต่อตัวต ้านทาน เป็ นอันดับกับวงจรซีเนอร์ เพื่อทาหน้าที่จากัดกระแสไม่ให ้เกินค่ากระแสสูงสุดที่ซีนเนอร์ทน ได ้ดังรูปที่ 3.4 แสดงสภาวะไม่นากระแสของซีนเนอร์ไดโอด รูปที่ 3.4 แสดงสภาวะไม่นากระแสของซีเนอร์ไดโอด จากรูปที่ 3.4 แสดงสภาวะไม่นากระแสของซีเนอร์ไดโอด ในขณะปรับแรงดันที่ป้อนเป็ น ไบอัสกลับให ้ซีเนอร์ไดโอดตั้งแต่ 1 V ถึง 9 V ยังไม่ถึงค่าแรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) ซึ่ง ซีเนอร์ไดโอดตัวนี้มีค่า Vz = 10 V ทาให ้ไดโอดยังไม่นากระแสไม่มีกระแสไหลผ่าน แอมมิเตอร์ ไม่มีศักย์ตกคร่อมตัวต ้านทาน R แรงดันที่ถูกป้อนออกเอาท์พุต จะเปลี่ยนแปลง ตามค่าแรงดันของแหล่งจ่ายที่ป้อนให ้ คือ เปลี่ยนแปลงตั้งแต่ 1 V ถึง 9 V เช่นกัน
- 10. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม รูปที่ 3.5 แสดงสภาวะการนากระแสของซีเนอร์ไดโอด จากรูปที่ 3.5 สภาพวะนากระแสของซีเนอร์ไดโอด โดยจ่ายแรงดันอินพุตให ้สูงกว่าค่า แรงดันซีเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) คือ 12 V ทาให ้ซีเนอร์ไดโอด Dz นากระแสมีกระแสซีเนอร์ (Iz) ไหลผ่านตัวซีเนอร์ไดโอด และผ่านตัวต ้านทาน R จะมีแรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอด เท่ากับค่าแรงดันซีนเนอร์เบรคดาวน์ (Vz) 10 V และแรงดันที่เหลือจะไปตกคร่อม ตัวต ้านทาน 2 V ถ ้ายิ่งปรับแรงดันแหล่งจ่ายมากขึ้น กระแส Iz จะยิ่งไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด มากขึ้น แต่ศักย์ตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดยังคงมีค่าประมาณ 10V เท่าเดิม จะมีศักย์ ไปตกคร่อมตัวต ้านทาน R เพิ่มมากขึ้น ต ้องระวังค่ากระแสที่ไหลผ่านตัวซีนเนอร์ไดโอด ต ้องไม่มากเกินกว่าค่ากระแสที่ซีเนอร์ไดโอดทนได ้ (Izm) เพราะจะทาให ้ซีเนอร์ไดโอด ชารุดเสียหายทันที
- 11. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม 3.3 การวัดและทดสอบคุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอดคือไดโอดชนิดหนึ่ง ประกอบด ้วยสารกึ่งตัวนา 2 ตอน ชนิด P และชนิด N เช่นเดียวกับไดโอดธรรมดา แตกต่างจากไดโอดธรรมดาตรงขบวนการผลิต ที่เติม สารเจือปนในการผลิตสาร P และสาร N มากกว่าและน้อยกว่าไดโอดธรรมดา ทาให ้มี คุณสมบัติในการทางานต่างจากไดโอดธรรมดา 3.3.1 การวัดซีเนอร์ไดโอดในสภาวะปกติ การวัดซีเนอร์ไดโอด จะสามารถวัดได ้ เช่นเดียวกับไดโอดธรรมดาคือใช ้โอห์มมิเตอร์ตั้งย่าน Rx1 หรือ Rx10 ในการตรวจวัดใน สภาวะปกติของซีเนอร์ไดโอด โอห์มมิเตอร์จะวัดขึ้นเมื่อจ่ายไบแอสตรงให ้ซีเนอร์ไดโอด โดยจ่ายขั้วบวกของแบตเตอรี่ภายในโอห์มมิเตอร์ให ้ขาแอโนด (A) และจ่ายขั้วลบของ แบตเตอรี่ภายในโอห์มมิเตอร์ให ้ขาแคโธด (K) ดังรูปที่ 3.6 ก) โอห์มมิเตอร์จะวัดไม่ขึ้น เมื่อ จ่ายไบแอสกลับให ้ซีเนอร์ไดโอด โดยจ่ายขั้วลบของแบตเตอรี่ภายในมิเตอร์ให ้ขาแอโนด (A) และจ่ายขั้วบวกของแบตเตอรี่ภายในโอห์มมิเตอร์ให ้ขาแคโธด(K) ดังรูปที่ 3.6 ข) ซี เนอร์ไดโอดในสภาวะปกติ จะวัดได ้เหมือนไดโอดธรรมดา คือ เข็มมิเตอร์ขึ้นในขณะจ่าย ไบแอสตรง และเข็มมิเตอร์ไม่ขึ้นในขณะจ่ายไบแอสกลับ หรือกล่าวได ้ว่าซีเนอร์ไดโอดปกติ โอห์มมิเตอร์จะวัดขึ้นครั้งหนึ่ง และไม่ขึ้นครั้งหนึ่ง
- 12. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม รูปที่ 3.6 การวัดทดสอบซีเนอร์ไดโอดในสภาวะปกติ
- 13. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม 3.3.2 การหาแรงดันซีเนอร์จากเบอร์ซีเนอร์ไดโอด เบอร์ของซีเนอร์ไดโอดจะแตกต่างกันไป แล ้วแต่บริษัทผู้ผลิตแต่ละบริษัทจะกาหนดขึ้นบางเบอร์ของซีเนอร์ไดโอด ก็สามารถทราบ แรงดันได ้เลยจากเบอร์ของซีเนอร์ไดโอดตัวนั้น เช่น เบอร์ BZX83C10 = BZX83C เป็นรหัสซีเนอร์ไดโอด 10 คือ แรงดันซีเนอร์มีค่า 10V เบอร์ BZX85C6V2 = BZX85C เป็นรหัสซีเนอร์ไดโอด 6V2 คือ แรงดันซีเนอร์มีค่า 6.2 V เบอร์ซีเนอร์ไดโอดบางแบบ ไม่สามารถบอกค่าแรงดันได ้จะต ้องเทียบตามตารางคุณสมบัติ ของซีเนอร์ไดโอด หรือเทียบกับคู่มือ ECG เช่น เบอร์ 1N746 = จากการเปิดตารางคุณสมบัติ จะมีแรงดันซีเนอร์ 3.3 V เบอร์ 1N4747 = จากการเปิดตารางคุณสมบัติ จะมีแรงดันซีเนอร์ 20 V เบอร์ CZ062 = จากการเปิดคู่มือ ECG จะมีแรงดันซีเนอร์ 6.2 V
- 14. รหัส 2105-2005 วิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม