สวัสดีครับยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZimDIY
สำหรับวันนี้ ผมจะมาสาธิต วิธีต่อการใช้งานทรานซิสเตอร์ในวงจรจริง พร้อมกับคำนวณ กระแสที่ไหลในวงจร แบบคร่าวๆ ให้เพื่อนๆได้ดูครับ
ซึ่งก่อนที่เรา จะเลือกใช้ทรานซิสเตอร์ เราจะต้องรู้ขอบเขตงาน ของเราซะก่อน ว่าโหลด ต้องการใช้กระแสเท่าไหร่
อย่างโหลดตัวนี้ของ ของผมก็คือ หลอด LED สีแดง 1 ตัว
สรรพคุณของมัน ก็คือ มันจะกินแรงดันตีว่าประมาณ 2V และกินกระแส อยู่ที่ประมาณ 10mA
เพราะฉะนั้น ผมจะใช้ ทรานซิสเตอร์ ตัวเล็กๆ กระแสสักไม่เกิน 1A ก็เพียงพอแล้วละครับ
ผมจะใช้เป็นชนิด NPN
สำหรับสัญลักษณ์ของ ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN จะมีลักษณะเป็นวงกลมมี 3 ขา และก็มีหัวลูกศร ชี้ออกมาแบบนี้
ขากลาง ก็จะเป็นขา B ขาบนก็จะเป็นขา C ขาล่างก็จะเป็นขา E
ถ้าให้มองภาพ ทิศทางการไหลของกระแส กระแสก็จะไหลอยู่ 2 ส่วน
ส่วนที่ 1 ไหลจาก บนลงล่าง นั้นก็คือ ขา C ไปหาขา E
และส่วนที่ 2 ไหลจาก กลาง ลงล่าง นั้นก็คือ จากขา B ไปหาขา E
เราจะเรียก กระแสที่ไหลผ่านขา C พวกนี้ ว่ากระแส IC
และเราจะเรียก กระแสที่ไหลผ่านขา B เรียกว่ากระแส IB
และแน่นอนครับว่า กระแสที่ไหลผ่านรวมกันที่ขา E จะเรียกมันว่ากระแส IE
มาดู ทรานซิสเตอร์ตัวจริง ที่ผมใช้กันบ้างครับ จะเป็นเบอร์ C945 ที่ผมใช้ทรานซิสเตอร์ตัวนี้ก็เพราะว่า มันเป็นเบอร์ ที่ผมมีอยู่แล้ว
ถ้าเพื่อนๆจะใช้เบอร์อื่นๆก็ได้เเช่น กันนะครับ ขอให้เป็นชนิด NPN ก็พอ
เมื่อเอา เบอร์ไปค้น Datasheet ก็จะพบว่า เมื่อเรา หันด้านเรียบของทรานซิสเตอร์ เข้าหาตัว หรือว่า หัน พื้นที่ที่เป็ยหน้าตัด เข้ามา
ขาที่ 1 จะเป็น ขา Emiter ขาที่2 จะเป็นขา Collector และขาที่ 3 จะเป็นขา Base
กระแส IC สูงสุดที่ไหลผ่านได้ เขาบอกว่าอยู่ที่ 150mA ก็เท่ากับว่า สามารถจ่ายกระแสให้กับหลอด LED สีแดงนี้ ได้พร้อมกันสูงสุดถึง 15 หลอด ในเวลาเดียวกัน
ในวงจรนี้ เราใช้ LED เพียงแค่หลอดเดียว ก็เท่ากับว่า ทรานซิสเตอร์ ของเรา มันทำงานได้ อย่าง สบายๆ ไม่ได้โหลดหนัก
ตอนนี้ในวงจร เรามี โหลดที่เป็น LED 1 ตัว และมี ทรานซิสเตอร์ ชนิด NPN อีก 1 ตัว
สิ่งที่เราต้องการเพิ่มเติม นั้นก็คือแหล่งจ่าย เพราะฉะนั้นผมจะเพิ่มแหล่งจ่ายเข้าไปตรงนี้ ผมจะใช้เป็น แบตเตอร์ขนาด 9V
เราจะต่อขั้วบวกของแหล่งจ่ายไปหาขั้วบวกของ LED
ขั้วลบของ LED ต่อเข้าขา C ของทรานซิสเตอร์
และอีกฝั่งหนึ่ง ต่อขั้วลบของแหล่งจ่าย เข้า ขา E ของ ทรานซิสเตอร์ ปกติแล้วในส่วนี้ มันก็จะต่อเป็นกราวด์ของวงจรไปในตัว เพราะฉะนั้นเราจะใส่สัญญลักษณ์กราวด์ ลงไปด้วย
นี่ครับ ในวงจรจริง ผมก็จะต่อตาม ขาที่ระบุไว้ เหมือนในกราฟ เป๊ะเลยครับ
แต่ตอนนี้ หลอดไฟมันยังไม่สว่าง ส่องออกมา นะครับ
เพราะว่ากระแสยังไหลไม่ครบวงจร
กระแส มันจะไหลมาจากขั้วบวกของ แหล่งจ่าย ไหลผ่านมาหาหลอด LED แต่มันจะ ค้าง ที่ขา C
เพราะว่าอะไร เพราะว่าเราไม่ได้ไบอัส กระแสที่ขา B นั้นเอง
สำหรับการไบอัส ก็มีอยู่ด้วยกัน หลายวิธี ด้วยกัน
ทั้งแบบ
Fix bias , Self bias , voltage divider
สำหรับวงจรนี้ผมจะขอเลือกใช้เป็นแบบ
ทั้ง Fix bias
และเพื่อความง่าย ผมจะใช้กระแสจากแหล่งจ่ายเดียวกัน
ซึ่งมันต้องการเป็นไฟบวก ไฟบวกเราก็สามารถ ต่อตรง ตรงนี้ได้เลย แต่มันจะต้องผ่าน ตัวต้านทาน ดรอปกระแส สัก 1 ตัว
เพื่อไม่ให้ทรานซิสเตอร์พัง
และการดรอปกระแส ก่อนเข้าขา B
ก็เป็น 1 ใน หลักกการทำงานของ ทรานซิสเตอร์ นั้นก็คือ จะใช้กระแส น้อย ๆ ควบคุมกระแสในปริมาณมาก
แล้วเราจะทราบค่าตัวต้านทาน RB ได้อย่างไร ที่จริงมันมีสูตรของมันอยู่ครับ
นั้นก็คือ Rb = VRB / IB
แต่เราต้องรู้ค่า ตัวแปรให้ครบซะก่อน
ตอนนี้สิ่งที่เรารู้ก็คือ 1.แรงดันของแหล่งจ่าย VCC = 9V
2.กระแสที่โหลดต้องการ หรือ กระแส IC = 10mA
และสิ่งที่เราจะต้องรู้อีกก็คือ Gain การขยายของ ทรานซิสเตอร์
หรืออีกเรียกว่า ค่าเบต้า ใน datasheet จะเขียนว่า Hfe
นี่ครับ จะอยู่ระหว่าง 70 - 700 ในเงื่อนไขนี้
แต่ถ้าเอาชัวร์
ก็จับมันวัดกับมัลติมิเตอร์ ที่มันมีโหมด วัด เกนการขยายของ ทรานซิสเตอรไปเลยดีกว่าครับ
โดยแค่ เสียบขาให้ถูกต้อง ตรงช่อง และก็ให้ ถูกชนิด
มันก็จะขึ้น อัตราการขยายขึ้นมา นี้ครับ ตัวนี้ เกนการขยาย ประมาณ 320 แต่มันไม่มีหน่วยเรียกนะครับ ถ้าเราจะเรียกแบบบ้านๆทั่วไป ก็คือ มันขยายได้ 320เท่า
ทีนี้เราก็สามารถ หาค่า IB ได้แล้วละครับ
โดยสูตรของมันก็คือ IB = IC / Hfe
เมื่อ IC เท่ากับ 10ma
Hfe = 320 หารกันก็จะเท่ากับ 0.03 mA หรือ 30uA
(10mA / 320 = 0.03mA หรือ 30 uA)
พอเรารู้ กระแส IB แล้ว เราก็เอามาแทนค่า
Rb = VRB / 30uA
แล้ว
VRB เราจะทราบค่าได้อย่างไร VRB มันมีสูตรย่อยลงไปอีก ก็คือ VRB = Vin - VBE Vin ของเราจะใช้เป็นแรงดันเดียวกับ VCC นั้นก็คือคือ 9V
ส่วน VBE ก็คือ แรงดันตกคร่อม ระหว่างขา B และขา E ขณะที่ทรานซิสเตอร์ทำงาน
ซึ่งมันมีแรงดันตกคร่อมประมาณ 0.7V เราก็ต้องนำมันมาคำนวณด้วย
ก็จะเท่ากับ 9V - 0.7V = ก็จะเหลือ 8.3V
เราก็นำมาแทนค่า
เมื่อนำค่าทั้งสองมาหารกัน
(VRB / IB ก็จะเท่ากับ 8.3 / 30uA)
ก็จะได้ค่า Rb = 276,000 ohm
หรือ 276kohm
เพราะฉะนั้น ตัวต้านทาน RB ตรง นี้ ถ้าเราดรอปกระแสด้วย R = 276 Kohm
ก็จะมีกระแสไหล IB ไหลเข้าตรงนี้ 30uA
และก็จะมีกระแสส่วนใหญ่ ไหลผ่าน หลอด LED ไปหา IC ประมาณ 10mA
สำหรับในวงจรจริง R 276K
ผมไม่มีนะครับ ก็เลยจะใช้เป็น R300K แทน
นี่ครับ ผมวัดค่าความต้านทานได้ค่าอยู่ที่ 300K เป๊ะเลยครับ
ซึ่งเมื่อเอา R มาต่อ หลอดไฟก็จะ สว่างขึ้น
ถ้าเรามาวัดกระแส กระแสที่ไหล ก็จะไม่ถึง 10mA จะได้ราวๆนี้
ก็ถือว่าทรานซิสเตอร์ตัวนี้ทำงานได้อย่าง สมบูรณ์แบบแล้วละครับ
สำหรับคลิปนี้ ผมก็ขออธิบาย ไว้เท่านี้ก่อน
ขอบคุณเพื่อนทุกท่านนที่ติดตามรับชมครับ
5 сен 2024
