สื่อการเรียนการ e-learning 

อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม

แบบทดสอบวิชา อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม

แบบทดสอบวิชา อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม

1. ข้อดีของ  PLC  เมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์คืออะไร

ก.  ราคาของ  PLC  ถูกกว่ารีเลย์

ข.  มีความคงทนและเสถียรภาพดีกว่า

ค.  สามารถควบคุมงานที่สลับซับซ้อนได้

ง.  PLC ใช้เวลาในการควบคุมและต่อวงจรนานกว่ารีเลย์

2. การควบคุมระดับใช้สวิตซ์อะไรทำหน้าที่ควบคุม 

ก.  สวิตซ์ลำแสง           ข.  สวิตซ์แรงดัน

ค.  สวิตซ์ลูกลอย           ง.  สวิตซ์รีเวล

3. คุณสมบัติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ต่างจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปคือข้อใด

ก.  มีพิกัดกระแสสูงกว่า

ข.  มีพิกัดแรงดันสูงกว่า

ค.  มีพิกัดกระแสและแรงดันสูงกว่า

ง.  มีความสวยงามกว่า

4.  เมื่อไดโอดได้รับการไบอัสกลับ  ไดโอดกำลังจะมีแรงดันตกคร่อมที่ตัวไดโอดเท่ากับอะไร

ก .  แรงดันที่โหลด     ข.  แรงดันแหล่งจ่าย

ค.  แรงดันอุดมคติ       ง.  แรงดันสูญเสีย

5. ( VBR ) ของไดโอดคืออะไร

ก .  ค่าแรงดันไหลย้อนกลับ          ข.  ค่าแรงดันอุคมคติ

ค.  ค่าแรงดันเสมือน                    ง.  ค่าแรงดันคงที่

บทที่ 10 เอสซีอาร์ในวงจรเรียงกระแส

บทที่ 10

เอสซีอาร์ในวงจรเรียงกระแส

10.1 การใช้ scr ในงานอุตสาหกรรม

           วงจรเรียงกระแสเป็นวงจรที่มีความสำคัญต่องานทางอุตสาหกรรมทั้งหมด เพราะพลังงานไฟฟ้าที่นำไปป้อนให้อุปกรณ์ เครื่องมือ เครื่องใช้ ให้สามารถทำงานได้จำเป็นต้องใช้ทั้งไฟฟ้าสลับและไฟตรง การทำงานไฟสลับเป็นไฟตรงทำได้ด้วยการใช้วงจรเรียงกระแส วงจรเรียงกระแสที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ ชนิดเฟสเดียว และชนิด สามเฟส

รูปที่ 10.1 scr ในงานอุตสาหกรรม

10.2 วงจรเรียงกระแสเฟสเดียวแบบครึ่งคลื่นใช้ SCR

          ถ้าจะกล่าวถึงพื้นฐานที่เกี่ยวกับวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้นั้น ก็ถือว่าเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างมากเลยนะครับก่อนที่จะนำพื้นฐานที่ได้ศึกษานี้ไปทำการออกแบบวงจรต่อไป  แต่ในที่นี้ก็จะขอกล่าวถึงพื้นฐานที่เกี่ยวกับวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (Load R)
วงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (Load R) สามารถแสดงได้ดังในรูปที่ 10.2

รูปที่ 10.2 ลักษณะของวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (Load R)

          จากรูปที่ 10.2 นั้นจะเห็นว่าเป็นลักษณะของวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (Load R) เมื่อมุมอัลฟา (ALPHA : ) คือ มุมเริ่มต้นของการนำกระแส หรือที่เรียกว่ามุมจุดชนวนที่ขาเกตนั้นเองครับ  และในส่วนของมุมซีต้า (THETA : ) คือ ช่วงของมุมนำกระแส   ดังแสดงในรูปที่ 10.3

รูปที่ 10.3 ลักษณะของรูปคลื่นแรงดันและกระแส

          ทีนี้มาดูในส่วนของการทำงานของวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (โหลดเป็น R) กันบ้างนะครับ  โดยถ้าเรามาพิจารณาดูรูปคลื่นแรงดันในช่วงครึ่งไซเคิลที่เป็นบวก ที่จุด A จะมีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวก (+) และที่จุด B จะมีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบ (-) จึงส่งผลให้เอสซีอาร์(SCR) นั้นได้รับการไบแอสแบบ FORWARD  และมีการจุดชนวนที่ขาเกตด้วยและกระแสในปริมาณที่เหมาะสมที่มุมอัลฟาหรือมุมเริ่มต้นของการนำกระแส  (*ซึ่งในที่นี้จะยกตัวอย่างโดยจะกำหนดให้  ครับ*) และก็จะส่งผลให้เอสซีอาร์(SCR) นำกระแสนั้นเองครับ และกระแสที่เกิดขึ้นนี้ก็จะไหลผ่านโหลด R และก็จะครบวงจรที่จุด B นั้นเองครับ
แต่ถ้าเรามาพิจารณาดูรูปคลื่นแรงดันในช่วงครึ่งไซเคิลที่เป็นลบ ที่จุด A จะมีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบ (-) และที่จุด B จะมีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวก (+)  จึงส่งผลให้เอสซีอาร์(SCR) นั้นหยุดการกระแส    จึงไม่มีกระแสไหลภายในวงจรนั้นเองครับ
และทีนี้มาดูในส่วนของสิ่งที่จะต้องพิจารณากันต่อนะครับ นั้นก็คือลักษณะของแรงดันและกระแส โดยก็จะสามารถที่จะสรุปได้ดังต่อไปนี้นะครับ มาดูกันเลยนะครับ

- ในกรณีที่มุมอัลฟา มีค่าน้อย  ก็จะทำให้ช่วงของมุมนำกระแส หรือกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยที่จ่ายไฟให้กับโหลดนั้นมีค่ามากนั้นเองนะครับ
- ในกรณีที่มุมอัลฟา มีค่ามาก  ก็จะทำให้ช่วงของมุมนำกระแส หรือกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยที่จ่ายไฟให้กับโหลดนั้นมีค่าน้อยนั้นเองนะครับ

          และถ้าเรามาพิจารณาดูถึงช่วงของการหยุดนำกระแสของเอสซีอาร์(SCR) เราก็จะพบว่าจะอยู่ที่มุม 180 องศา (หรือเท่ากับมุม  นั้นเองครับ) เป็นอย่างไรบ้างครับมาถึงตรงนี้ก็พอที่จะเข้าใจถึงหลักการทำงานของวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (Load R) กันมากขึ้นแล้วนะครับ  ถ้าอย่างไรก็ต้องลองศึกษาเพิ่มเติมดูนะครับ  เพราะเนื้อหาในบทความนี้จะเป็นการนำเอาโปรแกรม PSpice มาประยุกต์ใช้งานในการศึกษาการทำงานของวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (Load R) นะครับ

รูปที่ 10.4 ลักษณะของรูปคลื่นสัญญาณ Vg

          จากรูปที่ 10.4 จะเห็นว่าเป็นลักษณะของรูปคลื่นสัญญาณ Vg ที่จะใช้เป็นแรงดันจุดชนวนให้กับวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (Load R)   นะครับ  โดยถือว่าเป็นส่วนสำคัญมากครับที่เราควรจะต้องรู้ เพราะจะเป็นตัวควบคุมเอสซีอาร์(SCR) ว่าเมื่อใดจะนำกระแสและเมื่อใดที่จะหยุดนำกระแส  ซึ่งก็จะมีตัวแปรที่สำคัญๆ ดังต่อไปนี้นะครับ
V1 : ขนาดของสัญญาณต่ำสุด (มีหน่วยเป็น โวลท์)
V2 : ขนาดของสัญญาณสูงสุด (มีหน่วยเป็น โวลท์)
td : เวลาเริ่มต้นของสัญญาณ (มีหน่วยเป็น วินาที)
tr : ช่วงเวลาขาขึ้นของสัญญาณ (มีหน่วยเป็น วินาที)
tf : ช่วงเวลาขาลงของสัญญาณ (มีหน่วยเป็น วินาที)
PW : ช่วงความกว้างของสัญญาณที่ระดับ V2 (มีหน่วยเป็น วินาที)
PER : คาบเวลาของสัญญาณ (มีหน่วยเป็น วินาที)
          ซึ่งในการนำเสนอนี้ก็จะขอยกตัวอย่างการวิเคราะห์การทำงานของวงจรเรียงกระแส 1 เฟสครึ่งคลื่นควบคุมได้ (Load R) โดยจะทำการกำหนดสัญญาณจุดชนวนเกต (Vg) ของ SCR ให้มีมุม และมีค่าแรงดัน Vs สูงสุดเท่ากับ 50V@50Hz นะครับ…J มาเริ่มต้นกันเลยนะครับ

- เริ่มแรกก็มาดูในส่วนของรูปคลื่นหรือสัญญาณจุดชนวนเกต (Vg) ของ SCR ให้มีมุม กันก่อนนะครับ โดยสามารถที่จะทำการคำนวณหาค่าตัวแปรต่างๆ ได้ดังต่อปนี้นะครับ

          โดยกำหนดให้   , และ  ซึ่งค่าของตัวแปรต่างๆ นั้นสามารถนำไปเขียนเพื่อแสดงเป็นลักษณะของรูปคลื่นสัญญาณ (Vg) ที่จะใช้เป็นแรงดันจุดชนวนให้กับวงจรเรียงกระแส 1 เฟส ครึ่งคลื่นแบบควบคุมได้ (Load R) ดังรูปที่ 10.5 นั้นเองครับ

รูปที่ 4 ลักษณะของรูปคลื่นสัญญาณ Vg (ได้จากการคำนวณ)

บทที่ 9 เอสซีอาร์ทำงานกับไฟสลับเฟสเดียว

บทที่ 9

เอสซีอาร์ทำงานกับไฟสลับเฟสเดียว

9.1 เอสซีอาร์ใช้กับแรงดันไฟสลับ

          เอสซีอาร์ใช้กับแรงดันไฟสลับเมื่อแรงดันกระตุ้นเกทเป็นไฟตรง โดยจ่ายแรงดันไฟสลับให้ขา A และขา Kของ SCR และจ่ายแรงดันไฟตรงบวกกระตุ้นขา G ตลอดเวลา วงจรแสดงดังรูปที่ 9.1 (ก) มี RL เป็นโหลดของวงจร

รูปที่ 9.1 วงจร SCR ใช้แรงดันไฟสลับที่มีแรงดันไฟตรงกระตุ้นเกท

          ส่วนรูปที่ 9.1 (ข) เป็นแรงดันที่ตกคร่อมตามจุดต่าง ๆของวงจรดังนี้

             VAC คือ แรงดันของแหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับที่ป้อนเข้ามา
             VGK คือ แรงดันไฟตรงที่เป็นแรงดันกระตุ้นขา G
             VRL คือ แรงดันที่ตกคร่อมโหลด RL ขณะ SCR นำกระแส
             VAK คือ แรงดันที่ตกคร่อมตัว SCR ขา A และขา K ขณะ SCR ไม่นำกระแส

         การทำงาน แรงดันไฟตรง VGK ถูกป้อนให้ขา G และ ขา K ตลอดเวลา นั่นคือมีแรงดันบวกกระตุ้นที่ขา G คงที่ค่าหนึ่ง ตัว SCR จะนำกระแสเมื่อแรงดันไฟสลับที่จ่ายให้ขา A และขา K เป็นช่วงบวกที่ขา A (รูป ข. ตำแหน่งที่ 1 ) ตัว SCR นำกระแสมีค่าความต้านทานในตัวต่ำมาก เกิดศักย์ตกคร่อมที่โหลด RL ช่วงแรงดันบวกทั้งช่วง จนแรงดันไฟสลับที่จ่ายให้ตกลงเป็น 0 โวลต์ SCR จะหยุดนำกระแสเมื่อแรงดันไฟสลับช่วงลบป้อนให้ขา A (รูป ข. ตำแหน่งที่ 2 ) ตัว SCR จะไม่นำกระแส ไม่มีกระแสไหลในวงจร ไม่มีศักย์ตกคร่อมโหลด RL มีแต่ศักย์ตกคร่อมขา A และขา K ของ SCR ช่วงแรงดันลบทั้งช่วงการทำงานดังกล่าว SCR จะทำงานเป็นเหมือนวงจรเร็กติไฟเออร์แบบครึ่งคลื่น ได้รูปสัญญาณที่ทำงานสัมพันธ์ซึ่งกันและกันดังรูปที่ 9.1 (ข)

9.2 วงจรเร็กติไฟเออร์แบบเต็มคลื่นโดยใช้เอสซีอาร์

รูปที่ 9.2 วงจรเร็กติไฟเออร์แบบเต็มคลื่นใช้ SCR

          รูปที่ 9.2(ก) วงจรเร็กติไฟเออร์แบบเต็มคลื่นใช้ SCR เป็นตัวเร็กติไฟเออร์ T1 เป็นหม้อแปลงแรงดันอาจเพิ่มขึ้นหรอืลดลงก็ได้แต่ความต้องการ มีขดลวดทุติยภูมิเป็นแบบ 3 ขด ขดบนล่างต่อเข้าขา A ของ SCR1, SCR2 และขดกลางต่อลงกราวด์ ขา K ของ SCR1, SCR2 ต่อร่วมกัน ไปต่ออันดับกับโหลด RL อีกขาหนึ่งของโหลด RL ต่อลงกราวด์ ขา G ของ SCR1, SCR2 ต่อร่วมกันและไปต่อเข้าขั้วบวกของแบตเตอรี่ VGK ขั้วลบของ VGK ต่อเข้าขา K ของ SCR ทั้ง 2 ตัว ส่วนรูปที่ 9.2 (ข) เป็นแรงดันที่ตกคร่อมตามจุดต่าง ๆ ของวงจรการทำงานของวงจร เมื่อแรงดันไปสลับจ่ายเข้ามาบนบวกล่างลบที่ขดปฐมภูมิของ T1 เกิดแรงเคลื่อนชักนำผ่านมาขดทุติยภูมิเป็นบนลบล่างบวก ส่วนขากลางจะเป็นทั้งบวกและลบจะเป็นบวกเมื่อเทียบกับลบด้านบน และจะเป็นลบเมื่อเทียบกับบวกด้านล่าง แรงดันไฟสลับถูกจ่ายเป็นไบอัสให้ขา A และขา Kของ SCR ทั้ง 2 ตัว SCR2 จะได้รับไบอัสตรงนำกระแส มีศักย์บวกตกคร่อมด้านบนของโหลด RL ทั้งช่วง จนแรงดันไฟสลับตกลงเป็น 0 โวลต์ SCR2 จะหยุดนำกระแส (รูป ข. ตำแหน่งที่ 1)เมื่อแรงดันไฟสลับที่จ่ายให้ขดปฐมภูมิ่ของ T1 เป็นบนลบล่างบวก SCR1 จะได้รับไบอัสตรงนำกระแส มีศักย์บวกตกคร่อมด้านบนของโหลด RL ทั้งช่วง จนแรงดันไฟสลับตกลงเป็น 0 โวลต์ SCR1 จะหยุดนำกระแส (รูป ข. ตำแหน่งที่ 2)การทำงานดังกล่าว SCR จะทำงานสลับกัน เกิดศักย์ตกคร่อมโหลด RL เป็นลักษณะวงจรเร็กติไฟเออร์แบบเต็มคลื่น ได้รูปสัญญาณที่ทำงานสัมพันธ์กันดังรูปที่ 9.2 (ข)
3. วงจรใช้ RC ควบคุมเฟสของแรงดันที่ไปกระตุ้นเกท การที่จะควบคุมช่วงเวลาในการกระตุ้นขา G ของ SCR เพื่อให้นำกระแส ถ้าใช้ทั้งตัวต้านทาน (R) และตัวเก็บประจุ (C) สามารถควบคุมเฟสในการทำงานของตัว SCR ได้ถึง 180 องศาจะกล่าวรายละเอียดของการควบคุมดังนี้

          ใช้ RC ควบคุมเฟสของ SCR ทำได้โดยต่อวงจรป้อนแรงดันกระตุ้นให้ขา G ใช้ทั้งตัวต้านทานปรับค่าได้ และเก็บประจุ ต่อร่วมกันเป็นวงจรกระตุ้น ตัวเก็บประจุจะช่วยหน่วงเวลาการป้อนแรงดันบวกกระตุ้นขา G เวลาที่ใช้จะขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานและค่าความจุของ R และ C วงจรแสดงดังรูปที่ 9.3

รูปที่ 9.3 การควบคุมเฟสทำงานของ SCR ด้วย RC

          การทำงาน แรงดันไฟสลับช่วงลบถูกป้อนเข้ามา ไดโอด D1 ทำการเร็กติไฟเออร์แรงดันลบไปประจุที่ C1 บนลบล่างบวก จ่ายแรงดันไบอัสกลับให้ไดโอด D2 ไม่มีแรงดันป้อนให้ขา G ของ SCR เมื่อแรงดันลบป้อนเข้ามาถึงค่าสูงสุด (PEAK) และเริ่มลดลง C1 จะเริ่มคายปรุจุผ่าน RG ไปครบวงจรที่แหล่งจ่าย VAC จนมีแรงดันไฟสลับช่วงบวกป้อนเข้ามา ประจุลบที่ C1 เริ่มลดลงเพราะมีแรงดันไฟสลับช่วงบวกส่งเข้ามาหักล้าง และเริ่มจ่ายแรงดันบวกไปประจุที่ C1 แทน ทำให้ขั้วบนของ C1 เริ่มประจุแรงดันเป็นบวกค่อย ๆ เพิ่มขึ้นแรงดันที่จะทำให้เกทของ SCR ทำงานจะต้องมีแรงดันถึงค่าแรงดันกรุตุ้นเกท (VGT) ซึ่งค่าแรงดันกระตุ้นเกท (VGT ) นี้ จะประจุถึงช้าหรือเร็วขึ้นอยู่กับค่าความต้านทาน RG ที่ปรับไว้ ถ้าปรับค่า RG ไว้ต่ำ C1 จะคายประจุเร็ว SCR นำกระแสเร็วมีศักย์ตกคร่อมโหลด RL เร็ว มีแรงดันช่วงบกเกือบเต็มช่วงตกคร่อมโหลด RL ดังรูปที่ 9.3 (ง) ที่เวลา t1 ถ้าปรับค่า RG ไว้ที่ค่าความต้านทานปานกลางค่าหนึ่ง ทำให้ C1 คายประจุได้ช้าลง SCR นำกระแสช้าลงมีศักย์ตกคร่องโหลด RL ช้าลง จะมีแรงดันช่วงบวกถูกตัดทอนไปบางช่วงตกคร่อมโหลด RL ดังรูปที่ 9.3 (จ) ที่เวลา t2ถ้าปรับค่า RG ไว้ที่ค่าความต้านทานสูงขึ้นอีกค่าหนึ่ง ทำให้ C1 ยิ่งคายประจุได้ช้าลงไปอีก SCR นำกระแสช้าลงอีก มีศักย์ตกคร่อมโหลด RL ช้าลงอีกตามไปด้วย จะมีแรงดันช่วงบวกถูกตัดทอนไปมากขึ้น ดังรูปที่ 9.3 (ฉ) ที่เวลา t3และถ้ายิ่งปรับค่า RG ให้มีค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นไปอีก ก็ยิ่งจะทำให้ SCR ทำงานยิ่งช้าลงไปเรื่อย ๆ ก็จะยิ่งมีศักย์บวกตกโหลด RL น้อยลงไปเรื่อย ๆ จนอาจจะมีผลให้ SCR ไม่นำกระแสเลยก็ได้ ดังนั้นจะเห็นได้ว่าเราสามารถควบคุมการเร็กติไฟเออร์ในวงจร SCR ได้ถึง 180 องศาตามต้องการ

บทที่ 8 เอสซีอาร์ทำงานกับไฟตรง

บทที่ 8

เอสซีอาร์ทำงานกับไฟตรง

8.1 เอสซีอาร์ทำงานกับไฟตรง

           เอสซีอาร์นี้ สามารถนำไปใช้ในการควบคุมระบบไฟได้ทั้งแบบไฟสลับและไฟตรง ก่อนอื่นเราจะมาดูกันในตัวอย่างง่าย ๆ ที่ควบคุมไฟตรงมีอยู่ 2 วิธี ในการใช้งานเอสซีอาร์ เพื่อการควบคุมการจ่ายไฟให้แก่โหลด โดยใช้สวิตช์กดเป็นตัวควบคุม ดังแสดงไว้ในรูปที่ 2 โหลดในที่นี้เป็นหลอดไฟ 12 โวลต์ ทั้วไป จากวงจรทั้งสองนี้ เอสซีอาร์จะเริ่มทำงานเมื่อสวิตช์ S1 ถูกกดลง (กดแล้วปล่อย) ดังนั้น จะเป็นการป้อนกระแสให้แก่เกตโดยผ่าน R1 เพื่อทำให้เอสซีอาร์เริ่มทำงาน ทั้ง สองวงจรนี้ มีการต่อขาเกตเข้ากับแคโทด โดยผ่าน R2 เพื่อปรับปรุงให้วงจรมีความเสถียรมากขึ้น

รูปที่ 8.1 แสดงตัวอย่างการใช้งานของเอสซีอาร์ โดยมีสวิตช์เปิดและแยกกัน

          เนื่องจากเมื่อเอสซีอาร์เริ่มทำงานแล้ว ทางเดียวเท่านั้นที่จะหยุดการทำงานลงได้ ก็โดยการลดค่ากระแสแอโนดให้ต่ำกว่าค่า Ih ของมัน แม้จะเป็นเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ ก็พอ ดังนั้น จากรูปที่ 8.1 ก. เอสซีอาร์จะหยุดการทำงานก็ต่อเมื่อสวิตช์ S2 ถูกเปิดวงจรออกชั่วขณะหนึ่ง ส่วนในรูปที่ 8.1 ข. สามารถทำได้โดยปิดวงจรสวิตช์ S2 ซึ่งเป็นการทำให้แอโนดและแคโทดถูกต่อเข้าด้วยกันในชั่วขณะหนนึ่ง ก็จะทำให้เอสซีอาร์หยุดการทำงานได้เช่นกัน

รูปที่ 8.2 การหยุดการทำงานของเอสซีอาร์โดยใช้ตัวเก็บประจุ C1

          วงจรในรูปที่ 8.2 ได้แสดงถึงอีกวิธีหนึ่ง ที่จะทำให้เอสซีอาร์หยุดทำงานลงได้ ตัวเก็บประจุ C1 จะถูกประจุให้มีแรงดันคร่อมตัวมัน มีค่าเท่ากับแรงดันที่ให้ โดยกระแสที่ผ่านความต้านทาน R3 และเมื่อเวลาต่อมาสวิตช์ S2 ถูกเปิดวงจรลง ซึ่งจะเป็นการดึงแรงดันที่ขั้วบวกของ C1 ให้เป็นกราวด์ เมื่อเป็นเช่นนั้น อีกขั้วหนึ่งของ C1 ก็จะมีแรงดันเป็นลบในทันที และขั้วด้านนี้ได้ถูกต่ออยู่กับขาแอโนดของเอสซีอาร์ จึงทำให้แรงดันที่ขาแอโนดเป็นลบในชั่วขณะหนึ่งจนกว่า C1 จะคายประจุออกหมด ซึ่งในช่วงเวลานี้จะเป็นการไบแอสกลับให้แก่เอสซีอาร์ ทำให้เอสซีอาร์นี้หยุดทำงานลงได้ ช่วงเวลาที่มีการไบแอสกลับจะประมาณ 2 - 3 x 10 - 6 วินาที ซึ่งก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดการหยุดทำงานขึ้นได้แต่ข้อควรระวังคือ C1 ที่ใช้นั้นจะต้องเป็นตัวเก็บประจุแบบที่ไม่มีขั้วเท่านั้น

รูปที่ 8.3 วงจรที่ดัดแปลงจากรูปที่ 3 โดยใช้ SCR2 แทนตำแหน่งสวิตช์ S2

          การออกแบบวงจรที่ใช้ตัวเก็บประจุเป็นตัวช่วยในการหยุดการทำงานของเอสซีอาร์นี้ สามาถทำได้อีกวิธีหนึ่งดังแสดงวงจรไว้ในรูปที่ 8.3 ขอให้สังเกตว่า ใช้ SCR2 แทนสวิตช์ S2 เมื่อเทียบกับในรูปที่ 8.2 โดย SCR1 จะหยุดการทำงานในทันที ที่ SCR2 เริ่มทำงานโดยใช้สวิตช์ S2 และ SCR2 นี้จะหยุดทำงานหลังจากที่สวิตช์ S2 ถูกปล่อยออก เนื่องจากว่ากระแสแอโนดที่ให้แก่ SCR2 โดยผ่าน R3 นั้นมีค่าต่ำกว่ากระแสโฮลดิ้งของมัน

รูปที่ 8.4 วงจรฟลิปฟลอป โดยใช้เอสซีอาร์

          ในรูปที่ 8.4 เป็นการดัดแปลงวงจรมาจากรูปที่ 4 โดยให้ทำหน้าที่เป็นวงจรฟลิปฟลอปในการขับหลอดไฟ 2 ดวง โดยมีการทำงานดังนี้ สมมติว่า SCR1 กำลังทำงานอยู่ SCR2 จะไม่ทำงาน ดังนั้น C1 จะถูกประจุจนเต็มโดยผ่านหลอดไฟ L2 ซึ่งต่ออยู่กับไฟบวก

          สถานะของการทำงานของวงจรจะถูกเปลี่ยนไปเมื่อสวิตช์ S2 ถูกกดลงโดย SCR2 จะทำงานส่วน SCR1 จะหยุดทำงาน เนื่องจากผลของตัวเก็บประจุที่ต่ออยู่ที่ขาแอโนดนั่นเอง ในขณะเดียวกัน C1 จะถูกประจุใหม่ให้เต็มโดยผ่านหลอดไฟ L1 และเมื่อกดสวิตช์ S1 การทำงานจะถูกกลับมาเป็นเดิมอีกโดย SCR2 จะหยุดทำงาน เนื่องจากผลของ C1 เช่นกัน

รูปที่ 8.5 การใช้เอสซีอาร์ ในการควบคุมการทำงานของบัซเซอร์ โดยจะทำงานเฉพาะในช่วงที่กดสวิตช์ S1 เท่านั้น

          นอกจาการใช้เอสซีอาร์ในการควบคุมทำงานของโหลดที่เป็นหลอดไฟดังตัวอย่างที่ได้อธิบายไปแล้วข้างต้นเรายังสามารถนำมาใช้ ในการควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ ประเภทอื่น เช่นดังตัวอย่างในรูปที่ 8.5 โดยโหลดในที่นี้จะเปลี่ยนเป็นบัซเซอร์ หรืออาจจะเป็นวงจรอะไรก็ได้ ที่มีลักษณะของการตัดการทำงานภายในตัวเองอยู่ตลอดเวลาเช่นกระดิ่งไฟฟ้า เป็นต้น วงจรเหล่านี้จะทำงานเฉพาะในช่วงที่มีการกดสวิตช์ S1 เท่านั้น

          จุดสังเกตอยู่ที่ว่าโหลดประเภทนี้จะทำหน้าที่เหมือนกับมีสวิตช์ที่มีการเปิด / ปิดวงจรให้ตัวมันเองอยู่ตลอดเวลาดังนั้น เมื่อต่อโหลดประเภทนี้ลงไปในวงจรดังรูปที่ 8.5 แล้ว วงจรจะไม่สามารถคงสภาพการทำงานเรื่อย ๆ ไปได้อย่างปกติทั่วไป โดยจะมีการทำงานก็เฉพาะในช่วงที่มีการกดสวิตช์ S1 เท่านั้น และเนื่องจากโหลดชนิดนี้มีลักษณะ เป็นตัวเหนี่ยวนำไฟฟ้า ดังนั้น จึงจำเป็นจะต้องต่อไดโอด D1 คร่อมตัวมันอยู่ เพื่อลดแรงดันย้อนกลับที่เกิดขึ้น

รูปที่ 8.6 วงจรที่ดัดแปลงมาจากรูปที่ 8.5 ให้สามารถคงสภาพการทำงานอยู่ได้ โดยใช้กระแสที่ไหลผ่านความต้านทาน R3

          วงจรนี้สามารถดัดแปลงให้มีความสามารถในการคงสภาพการทำงานได้เหมือนเดิม โดยต่อความต้านทาน 470 โอห์ม ขนานกับโหลดดังในวงจรรูปที่ 8.6 ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะ กระแสแอโนดไม่ได้หยุดไหล ในขณะที่มีการตัดการทำงานภายในของโหลดประเภทนี้ แต่จะมีปริมาณกระแสขนาดหนึ่ง ที่ไหลต่อเนื่องอยู่ตลอดเวลาโดยผ่านความต้านทาน R3 ที่ใส่เพิ่มลงไป ดังนั้น เมื่อกดสวิตช์ S1 แล้ว วงจรจะคงสภาพการทำงานอยู่เช่นนี้ต่อไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะกดสวิตช์ S2 ซึ่งเป็ฯการเปิดวงจรของส่วนกระแสที่ไหลผ่าน R3 การทำงานจึงหยุดลงได้

รูปที่ 8.7 วงจรที่แสดงให้เห็นถึงผลของ rate - effect ที่ทำให้เอสซีอาร์ เกิดการทำงานขึ้นได้เอง โดยไม่มีสัญญาณทริกที่ขาเกต

          วงจรสุดท้ายของการยกตัวอย่างใช้เอสซีอาร์ ในการควบคุมระบบไฟตรงได้แสดงไว้ในรูปที่ 8.7 เป็นวงจรที่แสดงถึงผลของ rate - effect ที่ทำให้เอสซีอาร์เกิดการทำงานขึ้นได้เอง ในขณะที่ไม่มีการป้อนสัญญาณทริกเกอร์ให้แก่เกต

          ในวงจรนี้กำหนดให้เอสซีอาร์ทำหน้าที่เป็นตัวจ่ายให้แก่โหลดที่เป็นหลอดไฟขนาด 3 โวลต์ที่ต่ออยู่ที่ขาแอโนด โดยมีแหล่งจ่ายแรงดันขนาด 4.5 โวลต์ ผ่านสวิตช์ S1

         ขอให้สังเกตว่าแหล่งจ่ายนี้ได้ถูกกำหนดให้จ่ายกระแสให้แก่กระดิ่งไฟฟ้าขนาด 4.5 โวลต์ด้วย โดยผ่านสวิตช์ S3 กระดิ่งไฟฟ้านี้เป็นตัวสร้างหรือทำให้เกิดทรานเซี้ยนต์ ขึ้นในสายของแหล่งจ่ายซึ่งก็จะส่งผลไปยังแอโนดของเอสซีอาร์ด้วย ผลของทรานเซี้ยนต์ที่เกิดขึ้นนี้จะมีผลทำให้เอสซีอาร์เกิดการนำกระแสขึ้นได้แม้ในขณะที่ไม่มีสัญญาณทริกให้แก่เกต

         ทรานเชี้ยนต์ที่ทำให้เกิด rate - effect นี้จะต้องมีค่าอัตราการเพิ่มของแรงดัน (rate - of - rise value) ประมาณอย่างน้อย 20 โวลต์ / ไมโครวินาทีการแก้ความผิดพลาด ที่เกิดขึ้นนี้ สามารถใช้ R2 และ C1 ซึ่งต่ออยู่ในวงจรดังรูป โดยมีสวิตช์ S2 ควบคุม

          การแสดงให้เห็นถึงผลของ rate - effect นี้สามารถทำได้โดยเปิดวงจรสวิตช์ S2 ปิดวงจรสวิตช์ S1 จะเห็นว่าเอสซีอาร์จะยังไม่ทำงาน แต่เมื่อกดสวิตช์ S3 เพื่อจ่ายกระแสให้แก่กระดิ่ง เมื่อกระดิ่งไฟฟ้าทำงานผลก็คือ เอสซีอาร์จะเริ่มทำงานด้วย และหลอดไฟจะติดสว่าง ซึ่งเป็นผลเนื่องจากทรานเซี้นนต์ที่สามารถทริกให้เอสซีอาร์ เกิดการทำงานและจะคงสภาพการทำงานอยู่เช่นนี้ แม้จะปล่อยสวิตช์ S3 แล้วก็ตาม

          ต่อไปขอให้ลองดูอีกครั้งหนึ่งโดยปิดสวิตช์ S2 และ S1 แล้วกดสวิตช์ S3 เพื่อให้กระดิ่งไฟฟ้าทำงานขึ้นนั้น จะเห็นได้ว่า เอสซีอาร์ไม่เกิดการทำงานขึ้นอย่างใน การทดสอบครั้งแรก เนื่องจากผลของความต้านทานของโหลด คือหลอดไฟรวมกับ R2 และ C1 จะทำหน้าที่เป็นวงจรลดอัตราการเพิ่มของแรงดันที่แอโนด เนื่องจากทรานเซี้ยนต์ที่เกิดขึ้น จึงเป็นการป้องกันไม่ให้เอสซีอาร์เกิดการทำงานผิดพลาด

บทที่ 7 ยูเจที

บทที่ 7

ยูเจที 

7.1 โครงสร้างและสัญลักษณ์ของยูเจที

          UJT เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิด 2 รอยต่อ ที่ไม่ได้ถูกจัดอยู่ในสารกึ่งตัวนำชนิดไทริสเตอร์ เหมือน SCR ไตรแอกและไดแอก แต่ในการใช้งานจะต้องทำงานร่วมกับ SCR ไตรแอก และไดแอกเสมอ ขาที่ต่อออกมาใช้งานทั้ง 3 ขา มีขาเบส 1 (BASE 1) ขาเบส 2 (BASE 2) และขาอิมิตเตอร์ (EMITTER) โครงสร้างและสัญลักษณ์ของ UJT แสดงดังรูปที่ 7.1

รูปที่ 7.1แสดงโครงสร้างและสัญลักษณ์เ์บื้องต้นของ UJT 

          จากคุณสมบัติของ UJT ที่กล่าวมา เราสามารถเขียนวงจรสมมูลย์ (EQUIVALENT CIRCUIT) ของ UJT ได้เหมือนเป็นตัวต้านทานต่อร่วมกับไดโอด แสดงดังรูปที่ 7.2

รูปที่ 7.2 วงจรสมมูลย์ของUJT 

7.1 การทำงานของ UJT

       รูปที่ 7.3 การจ่ายไบอัสให้ UJT ทำงาน 

         จากรูปที่ 7.3 (ก) เป็นวงจรการจ่ายไบอัสให้ UJT ทำงานแบบเบื้องตัน จะต้องจ่ายแรงดัน vBB ตกคร่อมขา B2 และขา B1 โดยให้ขา B2 มีศักย์เป็นบวกเทียบกับขา B1 และจ่ายแรงดัน VE ให้ขา E และ B1 โดยให้ขา E มีศักย์เป็นบวกเทียบกับขา B1 UJT จะนำกรแสเมื่อมี IE ไหล และทำให้เกิด IB ไหล
         ส่วนในรูปที่ 7.3 (ข) เป็นวงจรการจ่ายไบอัสให้วงจรสมมูลย์ของ UJT ความต้านทานของสารกึ่งตัวนำชนิด N ทั้งแท่งเรียกว่า ความต้านทานระหว่างเบส (INTERBASE RESISTANCE) ใช้ตัวย่อ R BB เป็นความต้านทานภายใน UJT ระหว่างขา B2 และขา B1 ในขณะที่ UJT ไม่ทำงาน (IE =0) R BB นี้จะมีค่าความต้านทานอยู่ในช่วง 4Kโอห์ม ถึง 10Kโอห์ม โดยประมาณ R BB นี้สามารถแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ R B1 เปลี่ยนแปลงค่าได้จากค่าประมาณ 5Kโอห์ม ลดลงไปถึง 50โอห์ม ถ้ากระแส IE เปลี่ยนแปลงค่าจาก 0 ถึง 50mA และ R B2 เป็นความต้านทานคงที่ ดังนั้น R BB ก็คือผลบวกของ R B1 รวมกับ R B2 เมื่อ IE =0 จะเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

               R BB =( R B1 + R B2 ) / IE =0                                         ……………….(7.1)

         เมื่อมีกระแส IE ไหลไปยัง B1 และ UJT นำกระแสความต้านทานของ R B1 จะลดลงอย่างทันทีทันใด ค่าความต้านทานของ R B1 จะเปลี่ยนแปลงเป็นปฎิภาคกลับกับกระแส IE นั่นคือความเป็นตัวนำของ R B1 จะขึ้นอยู่กับกระแสอิมิตเตอร์ IE ในการที่จะทำให้กระแส IE ไหล ได้นั้นแรงดัน ที่จ่ายให้ขา E จะต้องมีศักย์มากกว่าแรงดัน VD รวมกับแรงดัน VA ในตัว UJT

              VE > VD + VA หรือ VE > VP                                         ….………………(7.2)
              เมื่อ VP = VD + VA..............................................................................................

         ในขณะที่กระแส IE ยังไม่ไหล แรงดันตกคร่อม R B1 หรือแรงดัน VA จะเขียนสมการได้ดังนี้

 VA = VBB x R B1 / R B1 + R B2..............................................................
            VA = VBB x R B1 / R BB | I E = 0                               ……………………(7.3)

          อัตราส่วนของ R B1 / R BB ในส่วนของสมการที่ (4.3) เรียกว่าอินทรินซัก สแตนออฟ เรโช ของ ยูเจที เขียนเป็นภาษากรีกได้เป็นตัวอีต้า ใช้สัญลักษณ์ h จะได้สมการดังนี้

          h = R B1 / R B1 + R B2 = R B1 / R BB | I E = 0                 …………………(7.4)

         ดังนั้นในสมการที่ (4.3) สามารถเขียนใหม่ได้เป็นดังนี้

          VA = h VBB | I E = 0                                                          …………………(7.5)

         ระหว่างร่อย PN จะแสดงคุณสมบัติเป็นไดโอดตัวหนึ่ง ค่าแรงดันที่ตกคร่อมตัวไดโอด
(VD) จะมีค่าประมาณ 0.35V ถึง 0.7V ดังนั้นถ้าการจ่ายแรงดัน VE ให้ UJT น้อยกว่า VD + VA แล้ว แรงดันไบอัสที่จ่ายให้ขา E และขา B 1 จะเป็นไบอัสกลับ จะไม่มีกระแส IE ไหลแต่อาจมีเพียงกระแสรั่ว ซึม (LEAKAGE CURRENT) ไหลเท่านั้น
ถ้าจ่ายแรงดัน VE ให้ UJT มากกว่า VD + VA แล้ว แรงดันไบอัสที่จ่ายให้ขา E และขา B 1 จะเป็นไบอัสตรง กระแส IE ก็จะไหล UJT ทำงาน
         แรงดันสูงสุดที่จ่ายให้ ขา E เพื่อทำให้กระแส IE ไหล เขียนเป็นสมการได้ดังนี้

           VP = h VBB+VD                                                               …………………(7.6)

        กำหนดให้ RBB = ความต้านทานภายใน UJT ระหว่างขา B 2 และ B 1
           V BB = แรงดันตกคร่อมขา B 2 และขา B 1
                n   = อัตราส่วนอินทรินซิก สแตนออฟ
              V E = แรงดันตกคร่อมขา E กับขา B 1
              VA = แรงดันตกคร่อม RB1
              VD = แรงดันตกคร่อม ไดโอด D
              VP = แรงดันที่จ่ายให้ขา E เพื่อให้ UJT ทำงาน

7.2 กร๊าฟคุณสมบัติของยูเจที

รูปที่ 7.4 วงจรทดสอบเพื่อหากร๊าฟคุณสมบัติของ ยูเจที

          จากรูปที่ 7.4 เป็นวงจรทดสอบเพื่อหากร๊าฟคุณสมบัติของ ยูเจที โดยต่อดีซีโวลต์มิเตอร์วัดคร่อมขา E กับขา B 1 ของ ยูเจที และใช้ดีซีไมโครแอมมิเตอร์ต่ออันดับที่ขา E

รูปที่ 7.5 กร๊าฟคุณสมบัติ ยูเจที โดยความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน V E กับกระแส IE

          จากรูปที่ 7.5 แสดงกร๊าฟคุณสมบัติ ยูเจที โดยความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน V E กับกระแส IE แรงดัน VBB ที่ป้อนให้วงจรเท่ากับ 10 V จากกร๊าฟด้านซ้ายมือเป็นกร๊าฟเนื่องจากการเริ่มจ่ายแรงดัน VE ให้ขา E เทียบกับขา B 1 ถ้าแรงดัน VE ที่จ่ายให้ยังไม่ถึงค่า VP จะมีกระแสไหล ในวงจรเพียงเล็กน้อย จะเป็นค่ากระแสรั่วซึม เพราะไดโอด D ยังคงได้รับไบอัสกลับไม่นำกระแส ในส่วนนี้จะเรียกว่า ช่วงคัทออฟ (CUTOFF REGION) เมื่อเพิ่มแรงดัน VE จนถึงค่าแรงดัน VP หรือถึงค่าระดับแรงดันที่ทำให้ไดโอด D ได้รับไบอัส ตรง จะทำให้มีกระแส IE ไหลจากขา E ไปขา B 1 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และในเวลาเดียวกันนั้นแรงดัน VE จะมีค่าลดลง แรงดัน VE นี้จะลดลงถึงค่าต่ำสุด หรือ V V ช่วงแรงดัน VP กระแสไหลช่วงนี้เรียกว่ากระแส IP และช่วงแรงดัน VV กระแสไหลช่วงนี้เรียกว่ากระแส IV ในส่วนนี้จะเรียกว่าช่วงความต้านทานเป็นลบ (NEGATIVE RESISTANCE REGION) หลังจากแรงดันที่ตกคร่อมขา E เทียบกับ B1 ถึงค่าแรงดัน Vv แล้ว ถ้าจ่ายแรงดัน V E ให้มากขึ้นอีก จะทำให้กระแส IE ไหลเพิ่มขึ้น และแรงดัน VE ก็จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในส่วนนี้จะเรียกว่า ช่วงอิ่มตัว (SATURATION REGION)

7.3 รายละเอียดและขีดจำกัดของยูเจที

        1. การสูญเสียกำลังงาน (POWER DISSIPATION) ใช้ตัวย่อ PD คือค่ากำลังงานที่สูญเสียไปของ ยูเจที ในขณะที่ยูเจที กำลังทำงาน สามารถคำนวณหาได้จากค่าแรงดัน VBB และค่าความต้านทานระหว่างขา B 2 และขา B 1 หรือ RBB นั่นเอง มักจะบอกไว้ในคู่มือของบริษัท เข่น 300mW. หรืออาจคำนวณได้จากสูตร ดังนี้

          PD = (V BB )2/ RBB                                                   ………………………(4.7)

ตัวอย่างเช่น ค่า VBB มีค่า 35 V และ RBB มีค่า 4.7K โอห์ม
          PD = (35V)2/4700โอห์ม = 260mW

        2. กระแสอิมิตเตอร์เป็น RMS (RMS EMITTER CURRENT) ใช้ตัวย่อ IE คือค่ากระแสที่ไหลผ่านขาอิมิตเตอร์ เป็นค่ากระแสใช้งานของ ยูเจที ในขณะจ่ายแรงดันให้ขา E ถึงค่าแรงดันอิมิตเตอร์ อิ่มตัวหรือ VE(SAT) ตัวอย่างเช่น 50mA.

       3. กระแสพัลซ์สูงสุดที่อิมิตเตอร์ (PEAK-PULSE EMITTER CURRENT) ใช้ตัวย่อ i e คือกระแสพัลซ์ที่ไหลผ่านขาอิมิตเตอร์ของ ยูเจที ได้สูงสุดที่ ยูเจที ไม่ชำรุดเสียหาย โดยบอกค่าดิวตีไซเกิล (DUTY CYCLE) และอัตราการเกิดพัลซ์ซ้ำ ๆ (PULSE REPETTION RATE) หรือใช้ตัวย่อ PRR ไว้ด้วย เช่น 1.5 A ที่ดิวตีไซเกิลน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 เปอร์เซ็นต์ และค่า PRR = 10PPS (PULSE PERSEC.)

       4. แรงดันไบอัสกลับระหว่างเบส 2 กับอิมิตเตอร์ (EMITTER REVERSE VOLTAGE) ใช้ตัวย่อ VB2E คือแรงดันที่ป้อนให้ขา B 2 กับขา E เป็นไบอัสกลับค่าสูงสุดที่ ยูเจที ทนได้โดยไม่ชำรุดเสียหาย ในขณะที่ขา B 1 เปิดวงจร ตัวอย่างเช่น 30V

       5. แรงดันระหว่างเบสทั้งสอง (INTERCASE VOLTAGE) ใช่ตัวย่อ VBB คือค่าแรงดันสูงสุดที่ป้อนให้ขา B 2 กับขา B 1 ที่ ยูเจที ยังทำงานได้โดยไม่ชำรุดเสียหาย ตัวอย่างเช่น 35V 

       6. ย่านอุณหภูมิทำงานตรงรอยต่อ (OPERATING JUNCTION TEMPERATURE RANG) ใช้ตัวย่อ TJ คือย่านอุณหภูมิที่รอยต่อของ ยุเจที ที่ทนได้ขณะทำงาน มักจะบอกไว้ตั้งแต่ค่าต่ำสุดเป็นองศาเซลเซียส ตัวอย่างเช่น -65 ถึง +125C

       7. ย่านอุณหภูมิสะสม (STORAGE TEMPERATURE RANGE) ใช้ตัวย่อ Tstg คือย่านอุณหภูมิในตัว ยูเจที ในขณะทำงาน จะมีอุณหภูมิสะสมได้สูงสุดโดย ยูเจที ไม่ชำรุดเสียหาย มักจะบอกไว้ตั้งแต่ค่าต่ำสุด ไปยังค่าสูงสุดเป็นองศาเซลเซียสเช่นกัน ตัวอย่างเช่น -65 ถึง +150 C

       8. อัตราส่วนอินทริกซิกสแตนออฟ (INTRINSIC STANDOFF RATIO) ใช้ตัวย่อ h คือค่าคงที่ค่าหนึ่งที่เป็นส่วนประกอบของสมการ ในการหาค่าแรงดันสูงสุด (VP ) ที่จะทำให้มีกระแสอิมิตเตอร์ (IE )ไหลเพื่อให้ ยูเจที ทำงาน หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า คือ อัตราของความต้านทานในขาเบสของ ยูเจที เขียนเป็นสมการดังนี้
         h = RB1 /RBB | I E = 0
           และ VP = h V BB + VD

        9. ความต้านทานระหว่างเบส (INTERBASE RESISTANCE) ใช้ตัวย่อ R BB คือค่าความต้านทานระหว่างแท่งสารซิลิคอนชนิด N โดยวัดระหว่างขา B 2 กับขา B 1 โดยที่ขา E จะต้องปิดวงจร และจะต้องจ่ายแรงดัน VBB คร่อมขา B 1 และขา B 2 ประมาร 3V ค่า R BB นี้จะมีค่าประมาณ 4.7Kโอห์ม ถึง 9.1Kโอห์ม ค่า R BB นี้จะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิด้วย เมื่ออุณหภูมิขึ้นค่าความต้านทานจะลดลงเช่น 0.2% ต่อองศาเซลเซียส

       10. แรงดันอิ่มตัวระหว่างอิมิตเตอร์และเบส 1 (E,OTTER SATIRATOPM VOLTGE) ใช้ตัวย่อ VE(SAT) ในการจ่ายแรงดันไบอัสตรงให้ขา E B 1 จนทำให้มีกระแส IE ไหลนั้น ค่าความต้านทานระหว่างขา E กับขา B 1 จะลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้แรงดันตกคร่อมขา E ลดลงตามไปด้วย จนเมื่อกระแส ฉ ไหลถึงค่ากระแสใช้งานสูงสุด

       11. กระแสไบอัสกลับที่อิมิตเตอร์ (EMITTER REVERSE CURRENT) ใช้ตัวย่อ IEO คือกระแสที่ไหลจากขา B 2 ผ่านตัว ยูเจที ไปออกขา E เป็นกระแสไบอัสกลับ โดบที่ขา B 1 เปิดวงจร อยู่ (IBI = 0) และจ่ายแรงดันให้วงจรประมาณ 30 V จะมีปริมาณกระแสที่ไหลน้อยมาก เช่น 0.1hA

รูปที่ 7.6 การต่อวงจรเพื่อวัดกระแสไบอัสกลับที่อิมิตเตอร์    

       12. กระแสอิมิตเตอร์ที่จุดยอด (PEAK POINT EMITTER CURRENT) ใช้ตัวย่อ IP คือ กระแสที่ไหลผ่านขา E และขา B 1 ของ ยูเจที ที่จะเริ่มทำให้ ยูเจที นำกระแส

       13. กระแสอิมิตเตอร์ที่จุดแรงดันต่ำสุด (VALLAY POINT CURRENT) ใช้ตัวย่อ IV คือค่ากระแสที่ไหลผ่านขา E และขา B 1 ของ ยูเจที จนทำให้มีศักย์ตกคร่อมขา E และขา B 1 แรงดันต่ำสุดที่ VV กระแสที่ตำแหน่งนี้เรียกว่ากระแส ตัวอย่างเช่น 2mA

       14. กำหนดความถี่ได้สูงสุด (MAXIMUM FREQUENCY OF OSCILLATION) ใช้ตัวย่อ f(max) เมื่อจำ ยูเจที ไปใช้เป็นวงจรกำเนิดความถี่

รูปที่ 7.7รูปร่างและตำแหน่งขาของ UJT

รูปที่ 7.8 กร๊าฟแสดงคุณสมบัติของ UJT ที่แรงดันVBB ค่าต่างๆ

รูปที่ 7.9 แสดงคุณสมบัติต่าง ๆ ของ ยูเจที เบอร์ 2N4870-71

7.4 การนำยูเจทีไปใช้งาน

       1. ยูเจที รีแลกเซชั่นออสซิลเลเตอร์ (UJT RELAXTION OSCILLATOR) ในวงจรจะประกอบด้วยตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุต่อเข้าที่ขา E ของ ยูเจที ทำหน้าที่เป็นวงจรตั้งเวลา ซึ่งจะมีค่าคงที่ขึ้นอยู่กับค่าความต้านทาน และค่าความจุคูณกัน ดังสมการ

             T = RC                                                                              ………………..(4.8)

          ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่ต่อกับขา E ของ ยูเจที จะเป็นตัวกำหนดเวลาในการทำงานของ ยูเจที สัญญาณที่ถูกกำเนิดขึ้นมาจะสามารถนำออกมาใช้งานได้ทั้งขา E ขา B 1 และขา B 2 วงจรรีแลกซ์เซชั่นออสซิลเลเตอร์ แสดงดังรูปที่ 7.10

รูปที่ 4.10 วงจรและรูปสัญญาณของวงจรรีแลกเซชั่นออสซิลเลเตอร์

           จากรูปที่ 7.10 (ก) เป็นวงจรรีแลกเซชั่นออสซิลเลเตอร์ วงจรประกอบด้วยตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C1 ต่อร่วมกันเป็นวงจร กำหนดค่าเวลาคงที่ (TIME CONSTANT) ที่จะจ่ายแรงดันไบอัสตรงไปให้ขา E ของ ยูเจที เมื่อวงจรทำงานดังรูปที่ 7.11 (ข) การทำงานของวงจรอธิบายได้ดังนี้

          เมื่อเริ่มจ่ายแรงดัน V ให้วงจร รอยต่อระหว่างขา E กับจุดต่อในตัว ยูเจที ระหว่าง RB1 และ RB2 ซึ่งเสมือนเป็นไดโอดอยู่จะยังคงได้รับไบอัสกลับ ทั้งนี้เพราะตัวเก็บประจุ C1 ในสภาวะแรกยังไม่มีการประจุแรงดันไม่มีศักย์ตกคร่อม C1 กระประจุแรงดันของ C1 จะมีกระแสไหลจาก+V ผ่าน R1 ไปประจุที่ C1 บนบวกล่างลบ R1 จะเป็นตัวกำหนดการประจุของ C1 ให้ช้าหรือเร็ว ค่าความต้านทาน R1 หาได้จากสมการดังนี้

          V - VP / IP >R1 >V - VV / IV                                                …………………(7.9)

ตัวอย่างเช่น แรงดัน V = 30V, h = 0.5, VV = 1V, IV =10mA, IP = 10mA และ RBB = 5Kโอห์ม
         VP = h VBB + VD = 0.5(30V)+0.5V = 15.5V
แทนค่า V - VP / IP = 30V-15.5V / 10x10-6A = 1.45Mโอห์ม>R 1
แทนค่า V - VV / IV = 30V-1V / 10x10-3A = 2.9Kโอห์ม<R 1
นั่นคือ จะมีค่าอยู่ระหว่าง 2.9Kโอห์ม ประมาณ 1.45Mโอห์ม

          กระแสจากแหล่งจ่ายแรงดัน V จะไหลผ่าน R1 เข้าไปประจุใน C1 ทำให้แรงดันตกคร่อม C1 ค่อย ๆ เพิ่มขึ้น จนเมื่อแรงดันที่ขา E มีค่ามากกว่าแรงดันระหว่างรอยต่อ RB1 และ RB2 +0.6V ภายในตัว ยูเจที จะทำให้ไดโอดระหว่างรอยต่อ PN ของ ยูเจที ได้รับไบอัสตรงนำกระแส เป็นผลให้แรงดันระหว่างขา E กับกราวด์ลดค่าต่ำลงอย่างมาก เพราะค่า RB1 ลดค่าลงมาก C1 จะคายประจุผ่าน R3 ลงกราวด์อย่างรวดเร็ว ช่วงเวลาการคายประจุของ C1 จะเร็วมาก เพราะใช้ R3 ค่าต่ำ แรงดันตกคร่อม C1 ก็จะลดลงรวดเร็วเช่นเดียวกัน กระแสที่ไหลผ่านจะเป็นพัลซ์เมื่อ C1 คายประจุจนค่าแรงดันมีค่าน้อยลง โดยเทียบกับแรงดันที่จุด B1 เป็นผลให้ไดฮดระหว่างรอยต่อ PN ใน ยูเจที ได้รับไบอัสกลับ ค่าความต้านทาน RB1 จะเพิ่มค่าอย่างรวดเร็ว C1 จะหยุดการคายประจุและเริ่มประจุแรงดันใหม่อีกครั้ง การทำงานจะเป็นเช่นนี้เรื่อยไป
การทำงานดังกล่าวมาทำให้เกิดเป็นสัญญาณไฟสลับส่งออก แต่จะมีเอาท์พุทต่างกันไป ช่วงเวลาในการเกิดสัญญาณสามารถกำหนดได้โดยค่าความต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C1 นำมาคำนวณจากสูตร

           T = R1 C1                                                                        …………………(7.10)

จากเวลาในการทำงาน โดยประมาณในสามการที่ (4.10) เราสามารถนำมาคำนวณเป็นความถี่ของการเกิดสัญญาณได้โดยสมการดังนี้

           f = 1/T = 1/ R1 C1                                                             ………………...(7.11)

โดยที่ f = ความถี่ในการเกิดสัญญาณแต่ละครั้ง
      T = เวลาในการเกิดสัญญาณแต่ละครั้ง
    R1 = ค่าความต้านทาน
    C1 = ค่าความจุ

          ดังนั้นถ้าต้องการเปลี่ยนความถี่ในการกำเนิดสัญญาณให้ได้ค่าตามความต้องการก็สามารถทำได้ โดยการปรับเปลี่ยนค่าความต้านทาน R1 และค่าความจุ C1 ส่วนมากนิยมใช้ในการปรับเปลี่ยน R1 เพราะง่ายและสะดวกในการใช้งาน และมักมีตัวต้านทานค่าคงที่ต่ออันดับเพิ่มเข้าไปอีกหนึ่งตัว วงจรแสดงดังรูปที่ 7.11

รูปที่ 7.11 วงจรรีแลกเซชั่นออสซิลเลเตอร์แบบปรับค่าได้

          2. การใช้ ยูเจที ควบคุมวงจรเร็กติไฟออร์ของ SCR เป็นวงจรที่ใช้รีแลกเซชั่นออสซิลเลเตอร์ควบคุมการเร็กติไฟออร์ของ SCR โดยควบคุมและปรับเปลี่ยนเฟสการเร็กติไฟได้ วงจรแสดงดับรูปที่ 7.12

รูปที่ 7.12 วงจรเร็กติไฟเออร์ของ SCR ควบคุมโดย UJT  

          จากรูปที่ 7.12 เป็นวงจรเร็กติไฟเออร์ของ SCR ถูกควบคุมเฟสการเร็กติไฟเออร์ด้วยวงจรรีแลกเซชั่นออสซิลเลเตอร์ วงจรประกอบด้วย R1 เป็นตัวต้านทานจำกัดกระแสที่จะไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด ZD1 ไม่ให้มากเกินไป ZD1 เป็นซีนเนอร์ไดโอดกำหนดค่าแรงดันจ่ายให้วงจรรีแลกเซชั่นออสซิลเลเตอร์ R2 ,C1 เป็นวงจรกำหนดเวลาการทำงานของ ยูเจที ตัว R4 เป็นโหลดของ ยูเจที ส่งแรงดันพัลซ์บวกออกเอาท์พุท R5 , R6 , R7 ตัวต้านทานจำกัดกระแสกระตุ้นขา G ของ SCR1 และ ตัว SCR2 และ SCR2 ทำหน้าที่เร็กติไฟเออร์ที่ควบคุมเฟสได้ R8 เป็นโหลดของการเร็กติไฟเออร์ D1 , D2 เป็นไดโอดเร็กติไฟเออร์ แปลงแรงดันไฟสลับเป็นไฟตรงจ่ายให้วงจร ยูเจที และ ZD1

บทที่ 6 เฟต

บทที่ 6

เฟต

 6.1 ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า (FET)

          ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าหรือเฟต (Field Effect Transistor : FET) เป็นทรานซิสเตอร์ชนิดพิเศษมีรอยต่อเดียว (Unipolar Devices) ทำงานแตกต่างจากทรานซิสเตอร์ชนิดสองรอยต่อ(BJTS) ตรงที่การควบคุมกระแสให้ไหลผ่านเฟต ควบคุมโดยป้อนแรงดันที่เกตของเฟต แรงดันเกตนี้จะทำหน้าที่ควบคุมปริมาณของสนามไฟฟ้าระหว่างรอยต่อให้เพิ่มขึ้นหรือลดลง เพื่อบังคับประมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านรอยต่อเฟตจึงได้ชื่อว่าทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า เฟตแบ่งออกตามลักษณะโครงสร้างใหญ่ๆ ได้ 4 ชนิดคือ JFET (Junction FET) และ MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) ซึ่งจะได้ศึกษาโดยละเอียดต่อไป ข้อดีของเฟตที่เห็นได้ชัดเจนคือ ความต้านทานอินพุตมีค่าสูงมาก (เมกะโอห์ม)ทาให้สามารถใช้แรงดันเพียงเล็กน้อยควบคุมการทางานของเฟตได้



6.2 ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าชนิดรอยต่อ , เจเฟต

          เจเฟตเมื่อพิจารณาตามโครงสร้างดังแสดงในรูปที่ 6.1 จะพบว่าเฟตมี 4 ชนิดคือ เจเฟต n-แชนเนล (n-channel) ดังรูป(a) และ p-แชนเนล (p-channel) ดังรูป(b) เจเฟตนั้นมี 3 ขาคือ ขาเดรน (Drain,D) , ขาเกต (Gate , G) และขาซอร์ส (Source , S) เจเฟตชนิด n-channel ชิ้นสาร n จะต่อขาเดรนและขาซอร์สสาหรับขาเกตจะเป็นชิ้นสารชนิด p ดังรูป (a) ส่วนเจเฟตชนิด p-channel นั้นขาเดรนของขาซอร์สจะเป็นชิ้นสารชนิด p แต่ขาเกตจะเป็นชนิด n

รูปที่ 6.1 โครงสร้างของเจเฟตชนิด n-channel และชนิด p-channel

6.3 การทำงานของเจเฟต

          จะทำงานได้โดยป้อนแรงดันไบแอสที่เดรนและซอร์สโดยแหล่งจ่าย VDD ให้ขั้วบวกกับเดรนและขั้วลบกับซอร์ส สาหรับเกตของเจเฟตจะให้ไบแอสกลับ โดยเจเฟตชนิด n-channel จะมีเกตเป็น p ดังนั้นแรงดันไบแอสที่เกต VGG ต้องให้ขั้วลบกับเกตและขั้วบวกกับซอร์ส ดังรูปที่ 6.2

รูปที่ 6.2 แสดงการไบแอสเจเฟต n-channel

          การทำงานของเจเฟตนั้นเมื่อให้ไบแอสกลับที่เกต (VGS = VGG) ดังรูปที่ 6.3 (a) จะเกิดสนามไฟฟ้าที่รอยต่อพี-เอ็นจำนวนหนึ่งทำให้ช่องทางเดินของกระแสในสาร n(n-channel) ระหว่างเดรนกับซอร์สแคบลง กระแสเดรน (ID) จะไหลจากเดรนไปสู่ซอร์สได้จานวนหนึ่ง ถ้าปรับค่าแรงดัน VGS ให้มีค่าไบแอสกลับมานี้ ผลคือสนามไฟฟ้าที่รอยต่อจะมีปริมาณมากขึ้นทำให้ช่องทางเดินกระแสแคบลง เป็นผลให้กระแสเดรน(ID) มีปริมาณลดลง ดังรูปที่ 6.3(b) แต่ถ้าปรับค่าแรงดัน V ให้มีค่าไบแอสน้อยลงจะทำให้ช่องทางเดินของกระแสระหว่างเดรนกับซอร์สมีขนาดกว้างขึ้นทาให้กระแสเดรน (ID )ไหลได้มากขึ้น ดังรูปที่ 6.3(c) แสดงว่าสามารถควบคุมปริมาณกระแสเดรน( ID )ที่ไหลผ่านเจเฟตได้โดยการควบคุมแรงดันไบแอสกลับที่เกตของเจเฟต

รูปที่ 6.3 แสดงการใช้แรงดันไบแอสกลับที่เกต (VGS) ควบคุมการไหลของกระแสเดรน (ID)

          สัญลักษณ์ของเจเฟต (JFET Symbols) สัญลักษณ์ของเจเฟตชนิด n-channel และชนิด p-channel แสดงในรูปที่ 6.4 สังเกตได้ว่าชนิด n-channel นั้นหัวลูกศรที่ขาเกตจะพุ่งเข้าแต่ชนิด p-channel หัวลูกศรที่ขาเกตจะพุ่งออก

รูปที่ 6.4 แสดงสัญลักษณ์ของเจเฟต

6.4 ลักษณะสมบัติและพารามิเตอร์ของเจเฟต

          เพื่อศึกษาลักษณะสมบัติของเจเฟต ให้พิจารณารูปที่ 6.5(a) เพื่อไบแอสเจเฟตโดยต่อขั้วบวกของ VDD เข้าที่เดรน และต่อแรงดันที่เกตของเจเฟตให้มีค่า 0 โวลต์ (VGS = 0 V) จะมีกระแสไหลผ่านเจเฟตคงที่ค่าหนึ่งเรียกว่ากระแส IDSS (Drain to Source Current with Gate Shorted) ดังรูปที่ 6.5 (b) ในย่านระหว่างจุด B และ C ของกราฟในรูป(b) นี้ ถ้าปรับค่าแรงดัน VDDเพื่อให้ VDS เปลี่ยนแปลงไป กระแส ID ที่ไหลผ่านเดรนของเจเฟตจะคงที่ เราจึงเรียกการทำงานในย่าน BC นี้ว่าย่านกระแสคงที่ (Constant Current Region)

 

รูปที่ 6.5 แสดงลักษณะสมลัติของเดรนของเจเฟตเมื่อ VGS = 0 V

6.5 การไบแอสเจเฟต

          การไบแอสตนเอง (Self-Bias) หมายถึงการไบแอสเกตของเจเฟตด้วยตัวต้านทาน RG ต่อลงจุดดิน นั้นคือ VG = 0 V ซึ่งปกติเจเฟตจะต้องได้รับไบแอสกลับที่เกต ในกรณีการไบแอสตนเองนี้ กระแส IGSS จะเป็นเพียงกระแสไหลซึ่งมีค่าน้อยมาก การไบแอสตนเองของเจเฟตทั้งชนิด n-channel และชนิด p-channel แสดงในรูปที่ 6.6 และ เมื่อ VG = 0 V จะทาให้แรงดันตกคร่อม RG = 0 V เช่นกัน

รูปที่ 6.6 แสดงวงจร Self Bias ของเจเฟตชนิด n และ p-channel

6.6 เฟตชนิดออกไซด์ของโลหะ (มอสเฟต)

          มอสเฟตแตกต่างจากเจเฟตที่โครงสร้างภายในเจเฟตนั้น ระหว่างเกตกับช่องทางเดินกระแส(channel) มีโครงสร้างเป็นรอยต่อพี-เอ็น แต่มอสเฟตนั้นระหว่างเกตกับช่องทางเดินกระแสมีโครงสร้างเป็นชั้น (Layer) ของซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO4) มอสเฟตมี 4 ชนิดคือ มอสเฟตชนิดดีพลีทชัน (Depletion,D) และมอสเฟตชนิดเอนฮานซ์เมนต์ (Enhancement,E)
มอสเฟตชนิดดีพลีทชัน (Depletion MOSFET , D-MOSFET) รูปที่ 6.7 คือโครงสร้างพื้นฐานของดีมอสเฟต ถ้าเป็นชนิด n-channel ช่องทางเดินกระแสระหว่างเดรนและซอร์ส จะเป็นสารกึ่งตัวนาชนิด n และมีวัสดุฐานรอง (Substrate) เป็นสารกึ่งตัวนาชนิดตรงข้าม (p) ดังรูปที่ 6.7 (a) สำหรับ D-MOSFET ชนิด p-channel จะมีช่องทางเดินกระแสระหว่างเดรนและซอร์สเป็นสารชนิด p และมีวัสดุฐานรองเป็นสารชนิด n ดังรูปที่ 6.7(b) และมีเกตติดอยู่ระหว่างช่องทางเดินกระแส โดยมีซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO4) เป็นฉนวนกั้นระหว่างเกตกับช่องทางเดินกระแส

รูปที่ 6.7 แสดงโครงสร้างพื้นฐานของ D-MOSFET

          เนื่องจากดีมอสเฟตทำงานได้ในสองลักษณะคือ ดีพลีทชันโหมด (Depletion Mode) ด้วยการควบคุมกระแสเดรนด้วยแรงดันเกตที่เป็นลบ (Negative Gate Voltage) และ เอนฮานซ์เมนต์โหมด (Enhancement Mode) โดยการใช้แรงดันเกตที่เป็นบวก (Positive Gate Voltage) ควบคุมการไหลของกระแสเดรน
ดีพลีทชันโหมด (Depletion Mode)
ทำงานด้วยหลักการของคุณสมบัติตัวเก็บประจุเนื่องจากเกตของดีมอสเฟตเป็นโลหะและมีฉนวน (ซิลิคอนไดออกไซด์) กั้นกลางระหว่างเพลทของเกตกับแชนเนลของดีมอสเฟต ดังรูปที่ 6.8(a) เพื่อให้แรงดันเกตเป็นลบ (-VGG) จะเกิดประจุลบที่เกตและประจุบวกที่แชนเนลภายในตัว ดีมอสเฟตประจุบวกนี้จะทาให้ทางเดินของกระแสในแชนเนลระหว่างเดรนกับซอร์สแคบลงทาให้กระแสเดรน (ID) ไหลได้น้อย แต่ถ้าให้ VGG = 0 V กระแสเดรนจะไหลได้สูงสุด ดังนั้นจึงสามารถควบคุมกระแสเดรน (ID) ได้ด้วยค่าแรงดันที่เกตระหว่างค่าของ VGG เท่ากับ VGS(off) จนถึงศูนย์โวลต์

รูปที่ 6.8 แสดงการทางานของดีมอสเฟตชนิด n-channel

6.7 เอนฮานซ์เมนต์โหมด (Enhancement Mode)

          คือการไบแอสเกตของดีมอสเฟตด้วยแรงดันบวกดังแสดงในรูปที่ 6.8(b) จะเห็นว่าที่เกตของดีมอสเฟตจะได้รับประจุบวกจากแหล่งจ่าย VGG ทำให้ในแชนเนลของดีมอสเฟตเป็นประจุลบ ทำให้ช่องทางเดินกระแสระหว่างเดรนกับซอร์สไม่มีประจุชนิดตรงข้ามกับแชนเนลคอยบีบแชนเนลให้แคบลง ทำให้กระแสเดรน (ID) ไหลได้จำนวนมาก และถ้าให้ VGG = 0 V จะทำให้กระแสเดรน (ID) ไหลได้น้อยลงเพราะประจุลบในแชนเนลมีค่าลดลงเป็นศูนย์สัญลักษณ์ของดีมอสเฟตทั้งชนิด n-channel และชนิด p-channel แสดงในรูปที่ 6.9

รูปที่ 6.9 แสดงสัญลักษณ์ของดีมอสเฟต

6.8 เอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต (Enhancement MOSFET , E-MOSFET)

           มอสเฟตชนิดเอนฮานซ์เมนต์นี้ทำงานได้ในลักษณะ ของเอนฮานซ์เมนต์ฌหมดเพียงลักษณะเดียวเท่านั้น ไม่สามารถทำงานในดีพลีทชันโหมดได้ โครงสร้างของอีมอสเฟตแตกต่างจากดีมอสเฟสตรงที่ช่องทางเดินกระแสของอีมอสเฟตจะถูกสร้างขึ้นโดยการไบแอสที่เกต ในสภาวะที่เกตไม่มีไบแอสจะไม่มีช่องทางเดินกระแสเชื่อมต่อระหว่างเดรนกับซอร์ส ดังแสดงในรูปที่ 6.10(a) เป็นอีมอสเฟตชนิด n-channel จะเห็นว่าส่วนเดรนและซอร์สเป็นสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็น (n-type) แต่ไม่มีแชนเนลต่อถึงกัน มีสารชนิดพีเป็นวัสดุฐานรองและระหว่างเกตกับวัสดุฐานรองมีซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO4) เป็นฉนวนกั้นกลาง

รูปที่ 6.10 แสดงโครงสร้างและการทำงานของ E-MOSFET

          การทำงานของอีมอสเฟตทำงานในเอนฮานซ์เมนต์โหมด ดังนั้นจึงต้องไบแอสด้วยแรงดันบวกดังรูปที่ 6.10(b) จะเห็นว่าเมื่อเกตได้รับแรงดันบวกที่เพลทของเกตจะเกิดประจุบวก และวัสดุฐานรองของอีมอสเฟตจะเกิดประจุลบขั้นตามคุณลักษณะสมบัติของตัวเก็บประจุ ดังที่ได้กล่าวมาแล้วทำให้ประจุลบเหนี่ยวนาขึ้นเป็นช่องทางเดินกระแส (Induce Channel) เชื่อมต่อระหว่างเดรนกับซอร์ส ทำให้กระแสเดรน (ID) สามารถไหลข้ามช่องทางเดินกระแสไปสู่ซอร์สได้ และจะไหลได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับขนาดของแรงดันไบแอสที่เกตของอีมอสเฟต เพราะชนาดของแชนเนลขึ้นอยู่กับขนาดของ VGG สัญลักษณ์ ของอีมอสเฟตทั้งชนิด n-channel และชนิด p-channel แสดงในรูปที่ 6.11

รูปที่ 6.11 แสดงสัญลักษณ์ของ E-MOSFET

           มอสเฟต (V-MOSFET) เป็นเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต (E-MOSFET) ชนิดหนึ่งที่ออกแบบให้สามารถทนค่ากระแสเดรนสูงๆ ได้ ใช้ในงานด้านอิเล็กทรอนิกส์กาลัง เช่น ในวงจรชอปเปอร์ (Chopper) และอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เป็นต้น โครงสร้างของวีมอสเฟตแตกต่างจากอีมอสเฟต ตรงที่เกตของวีมอสเฟต ทำให้เป็นรูปตัววี (V) แทนที่จะเป็นเพลทตรงเหมือนกับอีมอสเฟต ความแตกต่างนี้แสดงในรูปที่ 6.14 และรูปที่ 6.13

รูปที่ 6.14 แสดงการเปรียบเทียบโครงสร้างของอีมอสเฟต

รูปที่ 6.13 แสดงการเปรียบเทียบโครงสร้างของวีมอสเฟต

          สาเหตุที่วีมอสเฟตมีโครงสร้างที่สามารถทนกระแสได้มากกว่าอีมอสเฟต เพราะว่าเมื่อช่องทางเดินกระแสเป็นรูปตัววี จะมีทางที่กว้างกว่าและยาวกว่าช่องทางเดินกระแสของอีมอสเฟต ซึ่งสั้นและแคลกว่า เป็นผลให้วีมอสเฟตมีอัตราการทนกระแสสูงกว่า มี Power Dissipation มากกว่า และตอบสนองความถี่สูงได้ดีกว่าอีมอสเฟต จึงนิยมนำไปทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์การสวิตซ์ (Switching Device) ในงานด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลัง (Power Electronics)