แผนบริหารการสอนประจําบทที่ 2...

25

แผนบรหารการสอนประจาบทท 2 การทดลองซเนอรไดโอด และการประยกตใช"งาน

หวข"อเนอหา

1. ซเนอรไดโอด 2. แหลงจายแรงดนและโหลดคงท 3. แหลงจายแรงดนคงท ขณะทโหลดปรบคาได" 4. คาความต"านทานโหลดคงท ขณะทแหลงจายแรงดนปรบคาได" 5. การทดลองหาคณลกษณะซเนอรไดโอด และการประยกตใช"งาน 6. การทดลองการประยกตใช"งานซเนอรไดโอด

วตถประสงคเชงพฤตกรรม

1. เพอทดลองหาคณลกษณะการทางานของซเนอรไดโอดทตอแบบไบอสตรง และไบอสกลบ 2. เพอศกษาการนาซเนอรไดโอดมาตอทดลองในวงจรรกษาระดบแรงดน 3. เพอศกษาการนาซเนอรไดโอดมาตอทดลองในวงจรไฟฟ4ากระแสสลบในระดบการประยกต

วธสอนและกจกรรมการเรยนการสอน

1. วธสอน 1.1 วธสอนแบบบรรยาย 1.2 วธสอนแบบอภปราย 1.3 วธสอนแบบปฏบตการ 1.4 วธสอนแบบเน"นการเรยนร"ด"วยตนเอง

2. กจกรรมการเรยนการสอน 2.1 อธบายทฤษฎทเกยวข"องกบซเนอรไดโอดและการประยกตใช"งาน 2.2 อธบายขนตอนการทดลองทเกยวกบซเนอรไดโอด 2.3 อธบายขนตอนการทดลองการประยกตใช"งานซเนอรไดโอด 2.4 อธบายการบนทกผลการทดลอง และสรปผลการทดลอง 2.5 นกศกษาทาการทดลอง บนทกผลการทดลอง สรปผลการทดลอง และตอบคาถาม

ท"ายการทดลอง สอการเรยนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอนรายวชาปฏบตการอเลกทรอนกส 1 2. ใบประลอง 3. แบบฝAกหดท"ายบทเรยน

26 แผนบรหารการสอนประจาบทท 2

การวดผลและการประเมนผล 1. การเข"าเรยน 2. เอกสารปฏบตการ 3. สอบกลางภาค 4. สอบปลายภาค

บทท 2 27

บทท 2 การทดลองซเนอรไดโอด และการประยกตใช"งาน

2.1 ซเนอรไดโอด (Zener Diode)

2.1.1 ทฤษฎพนฐานของซเนอรไดโอด

ซเนอรไดโอด คอไดโอดชนดหนงททางานในชวงแรงดนไบอสกลบ โดยทาการรกษาระดบแรงดนซเนอรในยานทระดบแรงดนตาจนถงแรงดนสง รปท 2.1 แสดงสญลกษณของซเนอรไดโอด

รปท 2.1 สญลกษณซเนอรไดโอด

รปท 2.2 แสดงการทางานของซเนอรไดโอดแบบอดมคต รปท 2.2 (ก) แสดงการทางาน

ของซเนอรไดโอดเมอซเนอรไดโอดตอแรงดนไบอสกลบทสงกวาแรงดนซเนอรตาสด และมกระแสซเนอรทมากกวากระแสซเนอรตาสด ซงวงจรเทยบเคยงขณะทซเนอรไดโอดทาการรกษาระดบแรงดนมคาเทากบ VZ ด"วยการซงเปรยบเสมอนมแรงดนคงทเทากบแรงดนซเนอร ในทางกลบกน ถ"าซเนอรไดโอดถกไบอสกลบตากวาแรงดนตาสดของซเนอรไดโอด ซเนอรไดโอดจะไมสามารถรกษาระดบแรงดนได" รปท 2.2 (ข) แสดงการไบอสกลบให"กบซเนอรได"โอด ซงแรงดนดงกลาวไมมากเพยงพอทจะทาให"ซเนอรไดโอดรกษาระดบแรงดนซเนอรได" แรงดนตกครอมซเนอรไดโอดมคาเปลยนแปลงไปตามกระแส IZ

(ก) (ข)

รปท 2.2 วงจรเทยบเคยงการทางานของไดโอด (ก) ซเนอรไดโอดทางาน (ข) ซเนอรไดโอดไมทางาน

รปท 2.3 แสดงกราฟการทางานของซเนอรไดโอด ซงสงเกตเหนวาซเนอรสามารถรกษาระดบแรงดนซเนอร (VZ) ให"คงทได" เมอไบอสให"ซเนอรไดโอดมกระแสไหลผานเทากบ IZT และสามารถทางานในชวงไบอสตรงได" แตจะมกระแสและแรงดนทน"อยกวาไดโอดทวไป กระแสซเนอรไดโอดถกจากดด"วย


รปท 2.3 กราฟคณลกษณะของซเนอรไดโอด (Adel S. Sedra and Kenneth C. Smith)

กระแสซเนอรทสามารถไหลได"ตาสด (Knee Current: IZK) และกระแสซเนอรทสามารถ

ไหลได"สงสด (IZM) สวนทสาคญอกอยางของซเนอรไดโอดคอกาลงทซเนอรไดโอดสามารถทนได" หาได"จากสมการ

PD = VZIZ (2.1)

กระแสซเนอรสงสดนนทาให"เกดกาลงทซเนอรสงสดจากสมการ PDM = VZIZM (2.2)

การประยกตใช"งานซเนอรไดโอดนน ซเนอรไดโอดสามารถทางานได"ทงในไฟฟ4ากระแสตรง และ

กระแสสลบ โดยการทางานในไฟฟ4ากระแสตรงนนสามารถแบงการทางานออกเปYน 3 แบบ - แหลงจายแรงดนและโหลดคงท - แหลงจายแรงดนคงท ขณะทโหลดปรบคาได" - แหลงจายแรงดนปรบคาได" ขณะทโหลดคงท

บทท 2 29

ตวอย<างท 2.1 กาหนดให"ซเนอรไดโอด เบอร 1N4737A ม VZ = 7.5 V IZT = 34 mA และ IZM = 221 mA ทาการหาคา PZM และ RZ วธทา คากาลงไฟฟ4าของซเนอรไดโอดเบอร 1N4737A สงสดเทากบ

PZM = VZ x IZM (2.3) = 7.5 V x 221 mA (2.4) = 1.657 W

คาความต"านทานภายในซเนอรไดโอดเบอร 1N4737A เทากบ

RZ = VZ / IZM (2.5)

= 7.5 V / 34 mA (2.6) = 220.56 Ω

ตวอย<างท 2.2 กาหนดให"ซเนอรไดโอด เบอร 1N4728A ม VZ = 3.3 V IZT = 76 mA และ IZM = 276 mA ทาการหาคา PZM และ RZ วธทา คากาลงไฟฟ4าของซเนอรไดโอดเบอร 1N4728A สงสดเทากบ

PZM = VZ x IZM (2.7)

= 3.3 V x 276 mA (2.8) = 0.91 W

คาความต"านทานภายในซเนอรไดโอดเบอร 1N428A เทากบ

RZ = VZ / IZM (2.9)

= 3.3 V / 76 mA (2.10) = 43.42 Ω


ตวอย<างท 2.3 กาหนดให"ซเนอรไดโอด 1N4736A ใน datasheet ม VZ = 6.8 V RZ = 3.5 Ω IZT = 37 mA ทาการหาคา VZ ขณะทซเนอรไดโอดมกระแสไหลผานเทากบ 50 mA และ 25 mA

รปท 2.4 วงจรเทยบเคยงซเนอรไดโอด

วธทา ขณะทซเนอรไดโอดมกระแสไหลผานเทากบ 50 mA ซเนอรไดโอดมกระแสเพมขน 13 mA กลาวคอ ∆IZ = 13 mA ∆VZ มคาเทากบ

∆VZ = ∆IZ x RZ = 13 mA x 3.5 Ω = 45.5 mV (2.11) เมอกระแสซเนอรไดโอดเพมขนเทากบ 50 mA แรงดน VZ เพมขนเทากบ

VZ = VZT + ∆VZ = 6.8 V + 45.5 mV = 6.85 V (2.12) ขณะทซเนอรไดโอดมกระแสไหลผานเทากบ 25 mA ซเนอรไดโอดมกระแสลดลง 12 mA กลาวคอ ∆IZ = -12 mA ∆VZ มคาเทากบ

∆VZ = ∆IZ x RZ = -12 mA x 3.5 Ω = -42 mV (2.13) เมอกระแสซเนอรไดโอดลดลงเทากบ 25 mA แรงดน VZ ลดลงเทากบ

VZ = VZT + ∆VZ = 6.8 V – 42 mV = 6.76 V (2.14) ตวอย<างท 2.4 กาหนดให"ซเนอรไดโอด เบอร 1N4733A ม VZ = 5.1 V IZT = 49 mA RZ = 7 Ω และPD(max) = 1 W จงหาคา VRS IRS และ IL ของวงจรซเนอรในรปท 2.6 วธทา เขยนวงจรเทยบเคยงวงจรรกษาระดบแรงดนด"วยซเนอรไดโอดได"ดงทแสดงในรปท 2.6

รปท 2.5 วงจรรกษาระดบแรงดนด"วยซเนอรไดโอด

บทท 2 31

การวเคราะหหากระแส IZ ทไหลผานใช"วธ

VOUT = VZ - ∆IZ x RZ = VZ - (IZ – IZK)RZ (2.15) = 5.1 V - (49 mA – 1 mA) x 7 Ω (2.16) = 4.76 V

หาคา VRS เทากบ VRS = VS - VOUT = 15 V – 4.76 V (2.17) = 10.24 V

หาคา IRS เทากบ

15 4.76

500S OUT

RSS

V V V VI

R

− −= =

Ω (2.18)

= 20.48 mA

หาคา IL เทากบ

4.764.76

1OUT

LL

V VI mA

R k= = =

Ω (2.19)

2.2 แหล<งจ<ายแรงดนและโหลดคงท

การประยกตใช"ซเนอรไดโอดเพอรกษาระดบแรงดนสามารถตอวงจรอยางงายในรปท 2.5 เปYนการป4อนแรงดนคงทและตอกบโหลดซงแทนด"วยตวต"านทาน



จากตวอยางท 2.3 และ 2.4 เราสามารถพจารณาซเนอรไดโอดลกษณะอดมคตได" เนองจากคาความต"านทานภายในซเนอรไดโอดมคาน"อยมากเมอเทยบกบคาความต"านทาน RS และ RL การพจารณาวาซเนอรไดโอดทางานหรอไมสามารถตรวจสอบได"ดงน

2.2.1 หาคาแรงดนทโหลดขณะไมมซเนอรไดโอดในรปท 2.7

รปท 2.7 วงจรเทยบเคยงทตรวจสอบซเนอรไดโอด

คานวณหาแรงดนขณะไมมซเนอรไดโอดจากสมการ 2.1

L SOUT L

S L

R VV V

R R= =

+ (2.20)

2.2.2 การหาคาแรงดน และกระแสในวงจรซเนอรไดโอด

If V ≥ VZ Zener Diode “on” If V < VZ Zener Diode “off” เมอซเนอรไดโอดนากระแสใน และรกษาระดบแรงดนแล"ว แรงดนทเอาตพตเทากบแรงดน

ซเนอรดงสมการ

VOUT = VZ (2.21)

กระแสทไหลผานซเนอรไดโอดสามารถหาจากสมการ

IZ = IS - IL (2.22)

โดยทกระแสทไหลผานโหลดหาได"จากสมการ

OUTL

L

VI

R= (2.23)

และกระแสทไหลผานตวต"านทานกาจดกระแสนนหาได"จากสมการ

บทท 2 33

R S ZS

S S

V V VI

R R

−= = (2.24)

การออกแบบซเนอรไดโอดต"องคานงถงกาลงทตวซเนอรไดโอดสามารถทนได" โดยกาลงท

ซเนอรไดโอดสามารถทนได"นนสามารถหาจากสมการ

PZ = VZIZ (2.25)

ตวอย<างท 2.5 จากตวอยางท 2.3 กาหนดให"พจารณาซเนอรไดโอดลกษณะอดมคต ทาการหาคา VR IR IL และ IZ ของวงจรซเนอร วธทา ซเนอรไดโอดนากระแสใน แรงดนทเอาตพตเทากบ

VOUT = VZ = 5.1 V (2.26)

กระแสทไหลผานตวต"านทานกาจดกระแสนนหาได"จากสมการ

15 5.1

500S Z

RS

V V V VI

R

− −= =

Ω (2.27)

= 19.8 mA และกระแสทไหลผานโหลดหาได"จากสมการ

5.1

1OUT

LL

V VI

R k= =

Ω (2.28)

= 5.1 mA กระแสทไหลผานซเนอรไดโอดสามารถหาจากสมการ

IZ = IS - IL (2.29)

= 19.8 mA – 5.1 mA (2.30) = 14.7 mA


ตวอย<างท 2.6 ทาการหาคา VR IR IL และ IZ ของวงจรซเนอรในตวอยางท 2.4 กาหนดให"พจารณา ซเนอรไดโอดลกษณะอดมคต วธทา ซเนอรไดโอดนากระแสใน แรงดนทเอาตพตเทากบ

VOUT = VZ = 36 V (2.31) กระแสทไหลผานตวต"านทานกาจดกระแสนนหาได"จากสมการ

50 36

10S Z

RS

V V V VI

R k

− −= =

Ω (2.32)

= 1.4 mA และกระแสทไหลผานโหลดหาได"จากสมการ

36

50OUT

LL

V VI

R k= =

Ω (2.33)

= 0.72 mA กระแสทไหลผานซเนอรไดโอดสามารถหาจากสมการ

IZ = IS - IL (2.34)

= 1.4 mA - 0.72 mA (2.35) = 0.68 mA

2.3 แหล<งจ<ายแรงดนคงท ขณะทโหลดปรบค<าได"

รปท 2.8 แสดงวงจรรกษาระดบแรงดน (Voltage regulator) ใช"คาตวต"านทาน RS เปYนตวป4องกนกระแสเกน และซเนอรไดโอดจะรกษาระดบแรงดนซเนอร กาหนดให" VS คงทและสามารถปรบ RL ได"

บทท 2 35

รปท 2.8 วงจรรกษาระดบแรงดนแบบปรบคาความต"านทาน RL

การหาออกแบบวงจรรกษาระดบแรงดนทสามารถปรบคาความต"านทานทโหลดได" สามารถตอ

วงจรได"ดงรปท 2.8 ในการออกแบบต"องเลอกคา RS ทเหมาะสม เพอจากดกระแสไมให"ไหลไปทโหลดหรอทตวซเนอรไดโอดมากเกนขดจากดของตวซเนอรไดโอด และตวต"านทาน จากวงจรในรปท 2.8 เมอซเนอรไดโอดทางาน จากสมการท 2.20

L SOUT L

S L

R VV V

R R= =

+ (2.36)

คาความต"านทานของโหลดทตาสดทซเนอรไดโอดยงสามารถทางานมคาเทากบ

minS Z

LS Z

R VR

V V=

− (2.37)

นาคาความต"านทาน RLmin หาคากระแส ILmax ได"จาก

maxmin

L ZL

L L

V VI

R R= = (2.38)

แรงดนท RS หาได"จาก

VR = VS - VZ (2.39) ดงนน

RSS

s

VI

R= (2.40)

กระแสทไหลผานซเนอรไดโอดมากสด IZM หาได"จาก

IZM = IS - IL (2.41)


ดงนน กระแสทไหลผานคาความต"านทานทน"อยสด ILmin จากสมการ

ILmin = IS - IZM (2.42)

ดงนน จากคา ILmin สามารถนามาหาคา RLmax ได"จากสมการ

maxmin

ZL

L

VR

I= (2.43)

ตวอย<างท 2.7 กาหนดให"ซเนอรไดโอดในวงจรรกษาระดบแรงดนรปท 2.9 ม VZ = 12 V IZK = 1 mA และ IZM = 50 mA พจารณาซเนอรไดโอดอดมคต ทาการหาคา RLmin และ RLmax


วธทา ถ"า RL =∞ สงผลให"กระแสทไหลผานตวต"านทาน IL = 0 A ดงนน กระแสทไหลผานซเนอรสงสดเทากบ

(max)24 12

470S Z

Z TS

V V V VI I

R

− −= = =

Ω (2.44)

ขณะทกระแส IL สงสดได" เมอกระแสไหลผานซเนอรไดโอดน"อยสดเทากบ IZK ดงนน กระแสท

ไหลผานคาความต"านทานทมากสด IL(max) เทากบ

IL(max) = IS - IZK = 25.5 mA – 1 mA (2.45) = 24.5 mA

จากคา IL(max) สามารถนามาหาคา RLmin ได"จากสมการ

(min)(max)

12

24.5Z

LL

V VR

I mA= = (2.46)

= 490 Ω

RLVS VOUTZ1

RS ISIZ IL

VZ

470

24 V

บทท 2 37

ตวอย<างท 2.8 วงจรซเนอรในรปท 2.10 อปกรณซเนอรไดโอด Z1 เบอร 1N4744A ม VZ = 15 V IZT = 17 mA IZK = 0.25 mA และ RZ = 14 Ω ทาการหาคาตอไปน

(ก) คานวณหาคาแรงดนเอาตพต VOUT ณ IZK และ IZM (ข) คานวณหาคา R ทใช"ในวงจร (ค) คานวณหาคา RL(min) ทซเนอรไดโอดยงคงรกษาระดบแรงดน


(ก) ขณะทซเนอรไดโอดมกระแสไหลเทากบ IZK แรงดนเอาตพตเทกบ

VOUT = VZ – ∆IZRZ = VZ – (IZ – IZK)RZ (2.47) = 15 V – (66.7 mA - 17 mA) x 14 Ω (2.48)

= 15.7 V กาลงสญเสยสงสดของซเนอรไดโอดเทากบ 1 W ซเนอรไดโอดมกระแส IZM ไหลเทากบ

(max) 166.7

15D

ZMZ

P WI mA

V V= = = (2.49)

แรงดนเอาตพตเทกบ

VOUT = VZ – ∆IZRZ = VZ – (IZM – IZ)RZ (2.50) = 15 V – (17 mA – 0.25 mA) x 14 Ω (2.51)

= 14.76 V

RLVS VOUTZ1

RS ISIZ IL

VZ24 V


(ข) คานวณหาคา R ขณะทซเนอรไดโอดมกระแสไหลมากทสด และวงจรไมได"ตอโหลด

24 15.7

12466.7

S OUTS

ZK

V V V VR

I mA

− −= = = Ω (2.52)

RS = 130 Ω

ข) ขณะท RL(min) กระแส IL จะไหลสงสด กระแส IZ ทน"อยสด IZK = 0.25 mA

24 14.7671

130S OUT

TS

V V V VI mA

R

− −= = =

Ω (2.53)

IL = IT – IZK = 71 mA – 0.25 mA (2.54)

= 70.75 mA

(min)14.76

20970.75

OUTL

L

V VR

I mA= = = Ω (2.55)

2.4 ค<าความต"านทานโหลดคงท ขณะทแหล<งจ<ายแรงดนปรบค<าได"

รปท 2.11 แสดงวงจรรกษาระดบแรงดนแบบคาความต"านทาน RL คงทและสามารถปรบ VS ได"

รปท 2.11 วงจรรกษาระดบแรงดนแบบปรบคาความต"านทาน RL

จากสมการท 2.20

= =+

L SZ L

S L

R VV V

R R (2.56)

บทท 2 39

แรงดน VL หาได"จากสมการ

( )+= L Z

SL

R R VV

R (2.57)

กระแสทไหลผานซเนอรไดโอดมากสด IR,max หาได"จาก

IR,max = IZM + IL (2.58)

แทนคา VR,max = IR,max x R แรงดน VS,max มคาเทากบ

VS,max = VR,max + VZ (2.59) ตวอย<างท 2.9 กาหนดให"ซเนอรไดโอด เบอร 1N4742A ม VZ = 10 V IZT = 25 mA IZK = 0.25 mA และ ZZ = 7 W ทาการหาคา VSmax และ VSmin ของวงจรซเนอรในรป 2.12


วธทา กระแสทไหลผานซเนอรไดโอดน"อยสดเทากบ IZK ดงนน IS = IZK

VRS = IZK x RS = 0.25 mA x 220 Ω (2.60) = 55 mV เพราะฉะนน

VSmin = VR + VZ = 55 mV + 10 V (2.61)

= 10.055 V


กระแสทไหลผานซเนอรไดโอดมากสดเทากบ

(max) 1100

10D

ZMZ

P WI mA

V V= = = (2.62)

VRS = IZM x RS = 100 mA x 220 Ω (2.63)

= 22 V เพราะฉะนน

VSmax = VR + VZ = 22 V + 10 V (2.64)

= 32 V ตวอย<างท 2.10 ทาการหาคา VSmax และ VSmin ของวงจรซเนอรในรปท 2.13


วธทา ซเนอรไดโอด เบอร 1N4733A ม VZ = 5.1 V IZT = 49 mA IZK = 1 mA และ RZ = 7 Ω กระแส IZK = 1 mA แรงดนเอาตพตเทากบ

VOUT = VZ – ∆VZ = VZ – (IZ – IZK)RZ (2.65) = 5.1 V – (49 mA – 1 mA) x 7 Ω (2.66)

= 4.76 V เพราะฉะนน

VSmin = IZKR + VOUT (2.67)

บทท 2 41

= (1 mA x 100 Ω) + 4.76 V (2.68) = 4.86 V คานวณหาคากระแส IZM ด"วยการสมมตให"กาลงสญเสยสงสด PD(max) = 1 W ด"วยเหตน กระแส IZM เทากบ

(max) 1196

5.1D

ZMZ

P WI mA

V V= = = (2.69)

แรงดนเอาตพตขณะท ซเนอรไดโอดมกระแสไหลสงสด

VOUT = VZ + ∆VZ = VZ + (IZM – IZ)RZ (2.70) = 5.1 V + (196 mA – 49 mA) x 7 Ω (2.71)

= 6.13 V เพราะฉะนน

VSmin = IZKR + VOUT (2.72)

= (196 mA x 100 Ω) + 6.13 V (2.73) = 25.7 V 2.5 การทดลองวงจรซเนอรไดโอด และการประยกตใช"งาน

2.5.1 การทางานของซเนอรไดโอด ซเนอรไดโอดมคณลกษณะ VZ = 7.5 V

2.5.1.1 ให"ตอวงจรการไบอสตรงของซเนอรไดโอดดงรปท 2.14 ทาการวดแรงดน VZ และกระแส IF

รปท 2.14 การไบอสตรงของซเนอรไดโอด


VZ = ................................ V IF = ................................ A

ตารางท 2.1 ผลการทดลองการไบอสตรง

VS 0 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 6 8 10 12 V

ID A

VD V

2.5.1.2 ให"ตอวงจรการไบอสกลบของซเนอรไดโอดดงรปท 2.15 ทาการวดแรงดน VZ และกระแส IR

รปท 2.15 การไบอสกลบของซเนอรไดโอด

VZ = ................................ V IR = ................................ A

ตารางท 2.2 ผลการทดลองการไบอสกลบ

VS 0 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 6 8 10 12 V

ID A

VD V 2.5.1.3 ให"นาผลการทดลองในตารางท 2.1 และ 2.2 มาเขยนกราฟแสดงความสมพนธ

ระหวางกระแสกบแรงดนในการไบอสตรง และไบอสกลบ

2.5.1.4 ให"ตอวงจรการไบอสกลบของซเนอรไดโอดดงรปท 2.16 ทาการวดแรงดน VZ และกระแส IR


บทท 2 43

VZ = ............................. V IR = ............................ A IZ = ............................. A

2.5.1.5 สรปผลการทดลอง

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.5.2 การรกษาระดบแรงดน (Voltage Regulator)

2.5.2.1 ให"ตอวงจรซเนอรไดโอดดงรปท 2.17

รปท 2.17 วงจรรกษาระดบแรงดน

2.5.2.2 ให"คานวณหาคาความต"านทาน RLmin และ RLmax

RLmin = ................................ RLmax = ................................

2.5.2.3 ทาการปรบคาความต"านทานท RLmin และ RLmax ตามข"อ 2.5.2.2 จากนนให"วดคา

IS, IZ, IL และ VO

เมอปรบ RL เปYน RLmin เมอปรบ RL เปYน RLmax IS = ................................... IZ = .................................. IL = .................................. VOUT = ..................................

IS = ................................... IZ = .................................. IL = .................................. VOUT = ..................................

2.5.2.4 สรปผลการทดลอง

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


2.5.3 วงจรจากดแรงดนด"วยซเนอรไดโอด (Zener Limiters)

2.5.3.1 ให"ตอวงจรซเนอรไดโอดดงรปท 2.18 ซเนอรไดโอด 1N4728 VZ = 3.3 V ป4อนสญญาณอนพต Sine wave 5 Vpp ความถ 1 kHz

รปท 2.18 วงจรจากดแรงดนด"วยซเนอรไดโอด

2.5.3.2 ให"ใช"ออสซลโลสโคปวดแรงดนทเอาตพตในวงจรจากดแรงดนด"วยซเนอรไดโอด

เทยบกบอนพต และวาดภาพสญญาณทได"จากการทดลองในรปท 2.19

รปท 2.19 สญญาณเอาตพตเทยบกบอนพต

2.5.3.3 สรปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.5.4 สรปผลการทดลองทงหมด

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

บทท 2 45

2.6 บทสรป

ซเนอรไดโอด คออปกรณสารกงตวนาทาหน"าทรกษาระดบแรงดนเอาตพตให"คงท และเทากบแรงดนซเนอร การใช"งานซเนอรไดโอดต"องตอแรงดนไบอสกลบให"กบซเนอรไดโอด วงจรใช"งานซเนอรไดโอดระดบประยกตม 3 ลกษณะดงน 1. วงจรซเนอรไดโอดขณะแรงดนไบอส และโหลดคงท 2. วงจรซเนอรไดโอดขณะแรงดนไบอสคงท และโหลดเปลยนแปลงคาได" และ 3. วงจรซเนอรไดโอดขณะแรงดนไบอสเปลยนแปลงคา และโหลดคงท ซเนอรไดโอดสามารถประยกตใช"กบแรงดนไฟฟ4ากระแสสลบได" ผลการทดลองวดคณลกษณะซเนอรไดโอดแสดงเปYนกราฟผลการทดลองทสอดคล"องกบทฤษฎ และผลการทดลองวงจรซเนอรไดโอดมความสอดคล"องกบทฤษฎ การคานวณคาตาง ๆ ด"วยวธการประมาณคา สงให"ผลการทดลองมความคลาดเคลอนเลกน"อย

คาถามหลงการทดลอง

1. ให"อธบายการทางานของซเนอรไดโอดทสงเกตได"จากการทดลอง 2. ทาไมแรงดนทตกครอมตวต"านทาน RL เทากบแรงดนของซเนอรไดโอด 3. ให"อธบายการทางานของซเนอรไดโอดทสงเกตได"จากการทดลอง 4. คาแรงดนและกระแสทตวต"านทานปรบคาได"เทากนหรอแตกตางกนเทาไร เพราะเหตได 5. ให"อธบายการทางานของซเนอรไดโอดทสงเกตได"จากการทดลอง 6. เพราะเหตได คาแรงดนทได"จงมคาดงผลการทดลอง

แบบฝRกหดท"ายบท

1. กาหนดให"ซเนอรไดโอด 1N4742A ม VZ = 12 V IZT = 21 mA และ RZ = 9 Ω จงวเคราะหหาคาตาง เมอ IZ = 10 mA และ IZ = 30 mA

3. จงหาคา RS กาหนดให"ซเนอรไดโอดในวงจรรปท 2.7 เบอร 1N4737A VS = 24 V IR = 1 mA และ RL = 10 kΩ

4. กาหนดให"ซเนอรไดโอด เบอร 1N4753A ม VZ = 36 V IZT = 7 mA ZZ = 50 Ω และ PD(max) = 1 W จงหาคา VR IR IL และ IZ ของวงจรซเนอรในรปท 2.6

5. กาหนดให"ซเนอรไดโอด เบอร 1N4728A ม VZ = 3.3 V IZT = 76 mA และ IZM = 276 mA RS = 750 Ω และ RL = 1 kΩ จงหาคา VS IR IL และ IZ ของวงจรซเนอรไดโอดในรปท 2.6

6. จงหาคา ILmax และ ILmin ของวงจรซเนอรไดโอดในรปท 2.10 ทซเนอรไดโอดยงรกษาระดบแรงดนได" และหาคา RL(min) กาหนดให"ซเนอรไดโอด เบอร 1N4728A ม VZ = 3.3 V IZK = 1 mA และ IZM = 150 mA สมมตให"ซเนอรไดโอดอดมคต

7. จากตวอยางท 2.8 ถ"าเปลยนซเนอรไดโอดเปYนเบอร 1N4742A ม VZ = 12 V ให"วเคราะหหาคาตาง ๆ ตามตวอยางท 2.8

8. จงหาคาแรงดน VSmax และ VSmin ของวงจรซเนอรไดโอดในรปท 2.12 กาหนดให"ซเนอรไดโอดในวงจรเบอร 1N4737A RS = 750 Ω และ RL = 10 kΩ


9. กาหนดให"ซเนอรไดโอด เบอร 1N4728A ม VZ = 3.3 V IZT = 76 mA และ IZM = 276 mA จงหาคา VR IR VSmax และ VSmin ของวงจรซเนอรไดโอดในรปท 2.13

แผนบริหารการสอนประจําบทที่ 2...

Documents

Transcript of แผนบริหารการสอนประจําบทที่ 2...