ทรานซิสเตอร์ BJT และพื้นฐานการนำไปใช้

สวัสดีชาว Electronics Parks ทุกคน วันนี้ผมจะนำเสนอความรู้พื้นฐานเล็กๆน้อยๆมาเล่าให้ฟังกันเพื่อเป็นพื้นฐานความรู้และแลกเปลี่ยนประสบการณ์กัน เริ่มจากทรานซิสเตอร์ก่อนก็แล้วกัน เพราะเป็นหัวใจหลักของวงจรอิเล็กทรอนิกส์เลยก็ว่าได้ ทรานซิสเตอร์ ชนิด BJT หรือเรานิยมเรียกกันติดปากกันว่า “ทรานซิสเตอร์” หากเรียกแค่ทรานซิสเตอร์เฉยๆความหมายของมันจะไม่ครบถ้วน เพราะ ทรานซิสเตอร์ในโลกอิเล็กทรอนิกส์มีมากมายยิ่งนัก เช่น MOSFET ก็เป็นทรานซิสเตอร์อีกชนิดหนึ่ง ไหนจะ IGBT อีกล่ะก็เป็นทรานซิสเตอร์อีกชนิดเช่นเดียวกัน ดังนั้น จึงควรเรียกชื่อให้ถูกจะได้ไม่เกิดการเข้าใจผิดจนเกิดความสับสน



รูปตัวอย่างรูปร่างภายนอกของทรานซิสเตอร์ BJT

ว่ากันด้วยเรื่องของ ทรานซิสเตอร์ BJT กันต่อนะครับผมจะไม่เล่าประวัติความเป็นมานะครับว่าใครเป็นคนสร้างปีไหน พ.ศ. อะไรเพราะไอ้ เรื่องแบบนี้อาจมีให้อ่านเยอะแล้วเข้าเรื่องการนำไปใช้งานกันเลยดีกว่า ในหัวข้อที่ผมเขียนต่อไปนี้จะยังไม่มีการคำนวณมาเกี่ยวข้องนะครับ เป็นการอธิบายถึงคุณสมบัติของอุปกรณ์และพื้นฐานการนำไปใช้งานเท่านั้น



รูปสัญลักษณ์ ของทรานซิสเตอร์ BJT

BJT มีทั้งหมดสามขาด้วยกัน คือ
1. ขาเบส (Base)
2. ขาคอลเล็กเตอร์ (Collector)
3. ขาอีมิเตอร์ (Emitter)
หน้าที่การทำงานของขาทั้งสาม มีดังนี้ ขาเบสเป็นขาสำหรับควบคุมการไหลของกระแสปริมาณมากระหว่างคอลเล็กเตอร์ และ อีมิเตอร์ โดยใช้กระแสปริมาณเพียงเล็กน้อยที่ขาเบสนี้ ทรานซิสเตอร์ BJT จะนำกระแสได้ทิศทางเดียว เช่น NPN จะนำกระแสจาก คอลเล็กเตอร์ มายัง ขาอีมิเตอร์ ส่วน PNP ก็จะนำกระแสกลับกัน คือกระแสจะไหลจากอีมิเตอร์ มายังขาคอลเล็กเตอร์ โดยทิศทางกระแส IB ที่ใช้ในการควบคุมนี้ก็จะมีทิศทางกลับกันด้วย

2. การนำไปใช้งาน
การใช้งานทรานซิสเตอร์แบ่งออกเป็นสองแบบ คือ การนำไปใช้เป็นอุปการณ์สวิตซ์ และ นำไปใช้ขยายสัญญาณแบบลิเนียร์ ก่อนอื่นมาดูวิธีการนำมาใช้เป็นอุปกรณ์สวิตซ์ กันก่อนเลย
2.1 การใช้งาน BJT เป็นสวิตซ์
ตัวอย่างวงจรทรานซิสเตอร์ที่ทำงานเป็นอุปกรณ์สวิตซ์เปิด-ปิด หลอดไฟ แสดงดังรูปด้านล่าง เพื่อความเข้าใจที่ง่ายผมใช้สวิตซ์เป็นตัวควบคุม กระแส Ib ให้สมมุติว่า สวิตซ์ ตัวนี้อาจแทนด้วยสัญญาณพัลซ์ หรือสัญญาณลอจิกก็ได้ ซึ่งอาจมีขนาดเล็กไม่สามารถขับโหลด อย่างหลอดไฟได้ ทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ จึงเป็นตัวรับภาระในการขับหลอดไฟให้สว่างขึ้นมาได้ วงจรนี้เป็นพื้นฐานง่ายๆ ใครยังไม่เคยต่อให้ไปทดลองต่อดูก็ได้



รูปตัวอย่างการใช้งาน BJT เป็นอุปการณ์สวิตซ์

2.2 การใช้งาน BJT ในวงจรขยายสัญญาณแบบลิเนียร์
ต่อจากการใช้งานเป็นสวิตซ์หากลองเปลี่ยนจากสวิตซ์ที่ใช้ไบอัสในรูปวงจรด้านบนเป็น Pot หรือ ตัวต้านทานปรับค่าแล้ว การเปลี่ยนค่าความต้านทานที่ Pot สามารถควบคุมความสว่างของหลอดไฟได้ เนื่องจากทรานซิสเตอร์ทำงานในแบบลิเนียร์ เช่นการขยายสัญญาณเสียงเป็นต้น หากลองแทนการปรับค่าความต้านทานที่ Pot เป็นสัญญาณเสียงดนตรีที่มีการเปลี่ยนแปลงเร็วจนมือเราไม่สามารถทำได้ แล้วแทน หลอดไฟด้วยลำโพง วงจรนี้จะกลายเป็นวงจรขยายเสียงอย่างง่ายทันที



รูปตัวอย่างการใช้งาน BJT ในวงจรขยายสัญญาณแบบลิเนียร์

วันนี้ก็พอแค่นี้ก่อน คราวหน้าจะมาเล่าถึงเรื่องอะไรนั้นก็คอยติดตามกันนะครับ เรื่องที่เขียนนั้นเกิดจากการได้ทดลองมาก่อน คงไม่มีตำราเล่มไหนดีที่สุดในโลก การได้ทดลองทำและการปฏิบัติเป็นการเรียนรู้ที่ดีที่สุด ผิดพลาดประการใดก็พร้อมรับคำติชมครับ.

ไม่ได้แวะมาซะนานบอร์ดร้างแล้วเพื่อนเอ๋ย