• ก็อยากจะเล่า
• หนังสือแนะนำ
• เกี่ยวกับศาสนา
• เรื่องที่น่าสนใจ
• หมากกระดาน
• อยากให้ลองฟัง
• ดูได้เรื่อยเรื่อย
• ห้องทดลองเขียน
• อิเล็กทรอนิกส์
• ภาษาต่างประเทศ
• ผู้คนที่น่าสนใจ
• matlab กับ [..]
• ในห้องของศล
• คลังวีดีโอคลิป
• เรื่องที่กำลังศึกษา

• Webmaster - BlogGang

• Deutsch-Englisch
• Latin Dictionary
• Babel Fish Translation
• พจนานุกรม
• Dictionary.com
• พจนานุกรมพุทธศาสน์
• CAMBRIDGE Dict.
• ศัพท์บัญญัติ
• วัดญาณเวศกวัน
• Oxford AL Dict.
• AT&T Natural Voices
• WordNet Online
• Etymology
• Catholic Encyclopedia
• Wolfram Alpha
• BlogGang.com

diode เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สารกึ่งตัวนำที่อาศัยคุณสมบัติรอยต่อ p-n ยินยอมให้มีกระแสไหลผ่านได้ทางเดียว รูป (a) แสดงรอยต่อ p-n ส่วนพื้นที่สีม่วงคือบริเวณปลอดประจุพาหะ ซึ่งเกิดขึ้นในภาวะสมดุลความร้อนของไดโอดตามธรรมชาติ (b) แสดงสัญลักษณ์ และ (c) แสดงหน้าตาที่เราพบเห็นเมื่อซื้อมาใช้งาน แถบที่คาดเป็นการบอกด้าน K กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสที่ไหลผ่านซิลิกอนไดโอด (ID) กับแรงดันตกคร่อม A-K (VD) แสดงดังรูป จากกราฟช่วงไบอัสตรง VD > 0 (ซิลิกอน)ไดโอดนำกระแสเมื่อมีแรงดันตกคร่อมขีดเริ่มที่ 0.7 V (ตัวเลข 0.7 เป็นจริงสำหรับซิลิกอนไดโอด หากเป็นไดโอดจากสารกึ่งตัวนำอื่น ค่านี้เปลี่ยนไป) ความชันค่อนข้างมากเกือบอนันต์ กราฟเกือบขนานแกน y นั่นคือไดโอดมีความต้านทานต่ำมากขณะไบอัสตรง สำหรับช่วงไบอัสย้อนกลับ VD < 0 ไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอดจนกระทั่งเพิ่มแรงดันถึงจุดที่ทำให้ไดโอดพัง (breakdown) คุณสมบัติรอยต่อ p-n ถูกทำลาย เกิดกระแสจำนวนมากไหลผ่านตัวมัน สมการกระแสที่ไหลผ่านไดโอดคือ ID = IS(eqVD/kT - 1) เมื่อ ID คือ กระแสที่ไหลผ่านไดโอด (แอมป์), IS คือ กระแสอิ่มตัว โดยทั่วไปมีค่าประมาณ 10-12 A, VD คือ VA - VK แรงดันตกคร่อมไดโอด หรือ ความต่างศักดาไฟฟ้าระหว่าง A เทียบกับ K, kT/q คือ Thermal voltage นิยมเขียนแทนด้วย VT มันคือแรงดันไฟฟ้าที่สร้างโดยรอยต่อ p-n อันเนื่องมาจากผลของอุณหภูมิ ที่อุณหภูมิห้อง VT ประมาณ 26 mV เราอาจเขียนสมการไดโอดใหม่เป็น ID = IS(eVD/0.026 - 1) ในการวิเคราะห์วงจร หรือใช้งานไดโอดจริง ๆ นั้น เราไม่จำเป็นต้องรู้สมการพวกนี้ครับ ความรู้เดียวที่พอใช้งานคือแรงดันตกคร่อมขณะไบอัสตรงเพื่อใช้งานมันคือ 0.6-0.7 V เราสามารถใช้มัลติมิเตอร์ตรวจสภาพไดโอด (รอยต่อ p-n) ทักษะนี้ถือเป็นทักษะพื้นฐานที่นักอิเล็กทรอนิกส์มือใหม่-มือเก่าต้องรู้ สำหรับดิจิทัลมัลติมิเตอร์ที่มีฟังก์ชันเช็คไดโอด เราสามารถวัดได้โดยตรง รูปตัวอย่างต่อไปนี้ แสดงค่าที่วัดคือแรงดันตกคร่อมไดโอดเมื่อไบอัสตรง นอกจากนี้ยังอาจใช้เทคนิคเดียวกับการวัดตัวต้านทานโดยโอห์มมิเตอร์ หลักการของมันคือจ่ายแรงดันไฟฟ้าผ่านสายวัด (ดิจิทัลมิเตอร์ทั่วไปจ่ายไฟบวกผ่านสายสีแดง และไฟลบทางสายสีดำ) จากนั้นวัดกระแสที่ไหลผ่านเพื่อคำนวณค่า R ถ้าหากแรงดันไฟฟ้าที่มิเตอร์จ่ายออกมามีค่ามากพอที่จะไบอัสไดโอดให้นำไฟฟ้า เราสามารถอ่านความต้านทานได้ค่าน้อย ๆ หรือ 0 เมื่อต่อไดโอดถูกขั้ว แต่หากต่อไดโอดสลับขั้ว ค่าความต้านทานที่อ่านได้จะสูงมาก หรือ OL (Open Loop) ดังรูป (a) และ (b) ตามลำดับ กรณีที่ไดโอดพัง คือ ไม่ว่าจะสลับขั้วอย่างไร ก็อ่านค่าได้ 0 (ไดโอด short cct.) หรือ อ่านค่าได้ OL (ไดโอด open cct.) เพียงแบบใดแบบหนึ่ง แต่คุณต้องมั่นใจว่ามิเตอร์จ่ายแรงดันพอไบอัสไดโอดนะครับ ถ้ามิเตอร์จ่ายแรงดันไม่พอไบอัสไดโอด เราอาจเจอกรณีแบบนี้ (ผมเคยใช้เป็นโจทย์ออกข้อสอบถามเด็กนักเรียน เพื่อวัดความรู้พื้นฐาน) สาเหตุที่มิเตอร์วัดค่าความต้านทานรวมได้ 1 kΩ เป็นเพราะ มันจ่ายแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่าแรงดันไบอัสตรงของไดโอด (สาเหตุอื่น ๆ ที่อาจเป็นไปได้ เช่น ไดโอดพัง ลายทองแดงขาด บัดกรีไม่ดี หรือ มิเตอร์เสีย ฯลฯ)   Create Date : 17 มกราคม 2551     Last Update : 18 ตุลาคม 2551 20:36:32 น. Counter : 6606 Pageviews.   0 comment Share Tweet

fermi-dirac distribution Fn เป็นฟังก์ชั่นที่บอกโอกาสพบอิเล็กตรอน ณ ระดับพลังงาน E f(E) = 1/(1+e(E-Ef)/kT) เมื่อ k = ค่าคงที่ของ Boltzmann เท่ากับ 1.38 x 10-23 J/K, T = อุณหภูมิสัมบูรณ์ หน่วย K และ Ef คือ ระดับพลังงาน fermi ระดับเฟอร์มิคือระดับพลังงานที่มีโอกาสพบอิเล็กตรอนเท่ากับ 1/2 ที่ T = 0 K เมื่อ E < Ef จะได้ f = 0 และที่ T = อนันต์ เมื่อ E > Ef จะได้ f = 1 นั้นคือ f(E) มีค่าลดลงจาก 1 ถึง 0 เมื่อ E มีค่าเพิ่มจาก 0 และ f(E) = 1/2 ที่ E = Ef ช่วงกว้างของการเปลี่ยนค่า f(E) นี้ขึ้นอยู่กับ kT (Thermal energy) เราสามารถประมาณฟังก์ชันการกระจายเฟอร์มิ-ดิรัคได้เป็น 2 ช่วง (ก.) E > Ef ทำให้ e(E-Ef)/kT >> 1 ดังนั้นประมาณ f(E) = e-(E-Ef)/kT (ข.) E < Ef ทำให้ e(E-Ef)/kT = A มีค่าน้อยกว่า 1 มาก และสำหรับค่า A << 1 เราสามารถประมาณ 1/(A+1) = (1-A)/(1-A2) = 1-A ดังนั้นประมาณ f(E) = 1 - e-(Ef-E)/kT ทั้ง ก. และ ข. เท่ากับผลที่ได้จากสถิติสำหรับทฤษฎีอนุภาคแบบเก่าของ Maxwell-Boltzmann ดังนั้นค่าประมาณนี้จะใกล้เคียงกับการกระจายเฟอร์มิ-ดิรัคเมื่อ E แตกต่างจาก Ef หลาย kT   Create Date : 16 มกราคม 2551     Last Update : 18 ตุลาคม 2551 20:39:10 น. Counter : 2559 Pageviews.   0 comment Share Tweet

led led (light emitting diode) หรือ ไดโอดเปล่งแสง เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สารกึ่งตัวนำ ที่เหมาะนำมาเล่นเป็นอันดับแรก มีรูปและสัญลักษณ์ตาม 1.ก และ 1.ข ตามลำดับ 1.ก 1.ข 1.ค เมื่อไบอัสตรง led จะเปล่งแสง (ถ้ามันไม่พัง) มันเป็นไดโอด ดังนั้นกระแสจึงไหลผ่านได้ทางเดียวในทิศจาก A ไปยัง K วิธีสังเกตง่าย ๆ คือให้ดูรอยบากตัด (flat) ซึ่งจะตัดทางขา K (นิยมใช้เป็นขาสั้น ดู 1.ค) เราสามารถตรวจสอบ led ได้โดยต่อวงจรดังรูปที่ 2 Fig. 2 Fig. ตัวอย่างการลงอุปกรณ์บน proto-board led ธรรมดาโดยทั่วไปนั้น มีแรงดันตกคร่อมประมาณ 2 V และรองรับกระแสไบอัสตรงได้ประมาณ 20 mA จึงต้องต่อตัวต้านทานดังรูปเพื่อจำกัดกระแส สามารถคำนวณได้ง่าย ๆ ตามกฏของโอห์ม จากตัวอย่าง Fig. 2 R = (Vdc-VF)/IF = (9-2)/0.02 = 350 อาจเลือกใช้ 390 หลักการทำงานของ led แสดงดังรูปที่ 3 เมื่อไบอัสตรง อิเล็กตรอนข้ามจากแดน n สู่แดน p และจับกับโฮล (recombination process) ปลดปล่อยโฟตอนออกมามีความถี่ในย่าน IR หรือแสงที่ตามองเห็น กระบวนการดังกล่าว เรียก electroluminescence เช่นแสงสีแดง ความยาวคลื่น 700 nm เกิดจากโฟตอนซึ่งถูกปลดปล่อยออกมาด้วยพลังงาน 1.77 eV, คำนวณจากสมการ E = hf เมื่อ h คือ ค่าคงที่ของ Planck เท่ากับ 6.626 x 10-34 J-s, f คือ ความถี่ หน่วย Hz หาได้จากอัตราเร็วแสง (3 x 108 m/s) หารด้วยความยาวคลื่น และ E คือ พลังงาน หน่วย J (1 eV = 1.602 x 10-19 J) Fig. 3 led จึงสามารถเปล่งแสงได้หลายสี ขึ้นอยู่กับการออกแบบให้พลังงานที่ประจุพาหะปล่อยออกมาเป็นแสงย่านความถี่ใด ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ เช่น AlGaAs สำหรับสีแดง และ IR, AlGaP สำหรับสีเขียว, GaP สำหรับสีแดง เหลือง และเขียว, C สำหรับ UV เราสามารถต่อตัว led ได้ทั้งแบบอนุกรม ขนาน และผสม มีข้อควรระวังในการต่อขนานนิดเดียว ถ้าเราต่อ led ขนาน ควรใช้ตัวต้านทานแยกกัน ไม่ควรเป็นดังรูปที่ 4 เพราะถ้าหาก led ทั้ง 2 ตัวไม่ identical กระแสจะไหลผ่าน led ตัวหนึ่งมากจนมันพัง จากนั้นจึงทำลาย led อีกตัว การต่อแบบนี้นอกจากจะไม่มีประโยชน์แล้ว ราคาตัวต้านทานก็ถูกแสนถูก คำนวณแยก led 1 ดวงต่อ R 1 ตัวเป็นดีที่สุด Fig. 4 ยังมี led ในรูปกรอบกล่องชนิดต่าง ๆ เช่น Bargraph, 7-Segment, Starbust, Dot matrix รูปเรียงตามลำดับ   Create Date : 16 มกราคม 2551     Last Update : 13 ธันวาคม 2553 19:44:16 น. Counter : 1364 Pageviews.   0 comment Share Tweet

intrinsic carrier concentration จากสมการการประมาณโอกาสพบอิเล็กตรอนที่ระดับพลังงาน E > Ef เราสามารถจัดรูปหาความหนาแน่น (จำนวนต่อหน่วยปริมาตร) ของอิเล็กตรอนที่แถบนำได้ n = Nce-(Ec-Ef)/kT ... (2.4) ทำนองเดียวกัน จากสมการการประมาณโอกาสพบอิเล็กตรอนที่ระดับพลังงาน E < Ef หรือ f(E) = 1-e-(Ef-E)/kT นั่นคือโอกาสพบโฮลที่ระดับพลังงาน E เท่ากับ e-(Ef-E)/kT เราสามารถจัดรูปหาความหนาแน่นของโฮลที่แถบวาเลนซ์ได้ p = Nve-(Ef-Ev)/kT ... (2.5) เมื่อ Nc และ Nv คือ effective densities of states (จำนวนสถานะสูงสุดที่เป็นไปได้ของอิเล็กตรอนและโฮล มีค่าแปรผันตาม T3/2) ในแถบนำและแถบวาเลนซ์ตามลำดับ สำหรับสารกึ่งตัวนำอินทรินซิก n = p เพราะเมื่ออิเล็กตรอนตัวใดได้รับการกระตุ้นให้ไปอยู่ในแถบนำ มันจะทิ้งที่ว่างทำให้เกิดโฮลในแถบวาเลนซ์เสมอ n = Nce-(Ec-Ef)/kT = p = Nve-(Ef-Ev)/kT สามารถย้ายข้างสมการหา Ef หรือ intrinsic fermi level (Ei) ได้ Ei = Ef = (Ec+Ev)/2 - (kT/2)ln(Nc/Nv) ... (2.6) กำหนดให้ ni คือ intrinsic carrier concentration เท่ากับ n = p เมื่อนำ Ef สมการ 2.6 แทนลงในความสัมพันธ์ของ n (หรือ p) สมการ 2.4 ได้ ni = (NcNv)1/2e-Eg/2kT ... (2.7) เมื่อ Eg = Ec-Ev เรียกว่า Band Gap Energy สังเกตค่า ni ขึ้นอยู่กับ T และ Eg เมื่อเราคำนวณที่อุณหภูมิห้องแล้วจะได้ ni = 1.4 x 1010 cm-3 สำหรับ Si   Create Date : 16 มกราคม 2551     Last Update : 18 ตุลาคม 2551 20:38:20 น. Counter : 1917 Pageviews.   0 comment Share Tweet

n & p-type เมื่อเติมอะตอมธาตุหมู่ 3 หรือ 5 เจือปนสารกึ่งตัวนำ intrinsic ผลที่ได้เรียกเป็นสารกึ่งตัวนำ extrinsic มีอยู่ 2 ชนิด ขึ้นอยู่กับหมู่ธาตุสารเจือ คือ n-type และ p-type เมื่อธาตุหมู่ 5 และหมู่ 3 เจือ ตามลำดับ รูป (a) แสดงจำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุดของ P, Si และ B เท่ากับ 5, 4 และ 3 ดังนั้นเมื่อเติมฟอสฟอรัสลงในผลึกซิลิกอนดังรูป (b) จึงมีอิเล็กตรอนเหลือพร้อมที่จะเป็นอิเล็กตรอนอิสระ 1 ตัว การสละอิเล็กตรอนตัวนี้ทำได้ง่าย หนึ่งนั้นอะตอมฟอสฟอรัสยินดีเป็นไอออนบวก เพื่อให้จับพันธะโควาเลนซ์กับอะตอมซิลิกอนข้างเคียง (อิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 8) สองเมื่อได้รับพลังงานอีกเพียงน้อยนิดอิเล็กตรอนโดดเดี่ยวย่อมทิ้งระดับพลังงานเดิมของมันเพื่อขึ้นไปอยู่บนแถบนำ อะตอมฟอสฟอรัสบางครั้งจึงถูกเรียกว่าอะตอมผู้ให้ (Donor atom) คือ ให้อิเล็กตรอน ทำนองเดียวกัน รูป (c) อะตอมของโบรอนเป็นอะตอมผู้รับ (Acceptor atom) คือรับอิเล็กตรอน ด้วยเหตุที่มันทำให้เกิดโฮลในแถบวาเลนซ์ เพราะอิเล็กตรอนของซิลิกอนซึ่งมีระดับพลังงานที่แถบวาเลนซ์ เมื่อได้รับพลังงานภายนอกเพียงน้อยนิด ก็สามารถกระโดนขึ้นไปอยู่ร่วมโบรอนทำให้มันกลายเป็นไอออนลบ และสร้างพันธะโควาเลนซ์กับอะตอมซิลิกอนข้างเคียง เราเรียกรูป (b) ว่าเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด n (Negative) เพราะประจุอิสระที่เคลื่อนที่คืออิเล็กตรอน (เคลื่อนที่ในแถบนำ) ส่วนรูป (c) เราเรียกว่าสารกึ่งตัวนำชนิด p (Positive) เพราะประจุอิสระที่เคลื่อนที่คือโฮล (เคลื่อนที่ในแถบวาเลนซ์) การนำไฟฟ้าของ n และ p เมื่อต่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าแสดงดังรูปต่อไป   Create Date : 16 มกราคม 2551     Last Update : 18 ตุลาคม 2551 20:40:13 น. Counter : 1933 Pageviews.   1 comment Share Tweet