|
ใช้ทรานซิสเตอร์รักษาแรงดันให้คงที่
 การขยายกระแสของทรานซิสเตอร์ยังสามารถนำมาใช้เป็นวงจรแรงดันให้คงที่
(voltage regulator) ได้อีกด้วยโดยต่อวงจรดังรูปที่ 9 ซึ่งจะได้แรงดันที่ขา
E น้อยกว่าแรงดันที่ B ประมาณ 0.6 โวลต์ นั่นคือ
Vout
= Vin - 0.6
จะเห็นว่าแม้ว่า
Rl จะเปลี่ยนค่าไปเท่าไรก็ตาม Vout จะไม่เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย ที่เป็นเช่นนี้ได้
ก็เพราะว่าเมื่อ Rl มีค่าน้อยลง Ib จะมีค่ามากขึ้น ผลก็คือ Ic จะมีค่ามากขึ้นจนทำให้ผลคูณของ
Ic และ Rl (ได้เป็น Vout) มีค่าเท่าเดิมทำนองเดียวกัน ถ้า Rl มีค่ามากขึ้น
Ic จะลดลงตามไปด้วยผลคูณของ Ic และ Rl ยังคงได้ผลเท่าเดิมเช่นกัน
รูปที่ 9 การใช้ทรานซิสเตอรืรักษาแรงดันให้คงที่ตามค่า
Vin
จากหลักการในรูปที่
9 จะได้แรงดัน Vout จะขึ้นอยู่กับ Vin โดยตรงและไม่ขึ้นกับโหลด (Rl) ดังนั้นจึงต้องหาแหล่งจ่าย
Vin ให้คงที่ วิธีง่าง ๆ ก็คือใช้ซีเนอร์ไดโอดมาต่อดังรูปที่ 10 ซึ่งจะทำให้แรงดันที่ขา
B ของทรานซิสเตอร์คงที่อยู่เสมอเท่ากับ Vz ของซีเนอร์ไดโอด แรงดัน Vout จึงมีค่าเป็ฯ
Vz - 0.6 V เสมอ ตัวอย่างเช่น เมื่อต้องการแรงดัน Vout เป็น 4.5 โวลต์ก็เลือกซีเนอร์ไดโอดขนาด
5.1 โวลต์ เป็นต้น
รูปที่ 10 การใช้ซีเนอร์ไดโอดรักษาแรงดันให้คงที่โดยต่อร่วมกับทรานซิสเตอร์
การคำนวณหาค่า
R นั้น จำเป็นต้องรู้ค่ากระแสสูงสุดของโหลด ตัวอย่างเช่น Vcc มีค่า 9 โวลต์
ต้องการแรงดัน Vout เป็น 5 โวลต์ และโหลดกินกระแสสูงสุด 1 A และที่กระแส
Ic ขนาด 1 A ทรานซิสเตอร์มีค่า เบต้า เป็น
50 เท่า มีวิธีคำนวณดังนี้
ที่สภาวะ
Ib = 20 mA ต้องให้ Iz มีค่าต่ำสุด(ศูนย์)คือไม่มีกระแสผ่านซีเนอร์ไดโอดเลย
แต่ยังคงต้องการให้แรงดันที่ขา B มีค่าเป็น 5.6 โวลต์ได้ นั่นคือกระแสด I1
มีค่าเป้น 20 mA ด้วยไหลผ่าน R และมีแรงดันตกคร่อมตัวมันเท่ากับ
ในการใช้งานจริง
ๆ แล้ว จะต้องให้มี Iz ไหลเป็น 20% ของ Ib สูงสุด (20 mA) เพื่อรักษาเสถียรภาพของวงจรเพราะถ้า
Iz เท่ากับศูนย์แล้ว แรงดันที่ขา B จะไม่ขึ้นอยู่กับ Vz เลย เมื่อเกิดความร้อนขึ้นที่
R จะทำให้ค่าของ R มากขึ้นด้วย Ib จะลดลงแรงดัน Vout จะลดลงตามไปด้วย เสถียรภาพของวงจรจึง
เปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ ถ้าหากเราเผื่อให้มี Iz เป็น 20% เสถียรภาพของวงจรจึงดีขึ้นมาก
จากตัวอย่างข้างบนนี้จึงควรได้ค่า R ใหม่ดังนี้
เมื่อโหลดไม่กินกระแสเลย
แรงดัน Vout ยังคงได้ 5 V ดังเดิม และ Ib = 0 นั่นเอง จะเกิด Iz สูงสุด =
24 mA จึงสามารถหาอัตราทนกำลังวัตต์ของซีเนอร์ไดโอด ได้ดังนี้
ความจริงหัวข้อใช้ทรานซิสเตอร์รักษาแรงดันนี้ควรจะอยู่ในตอนที่แล้ว
แต่ที่ยกมาไว้ในตอนท้ายก็เพื่อให้เป็นการง่ายในการเข้าใจ สำหรับตอนนี้ต้องขอจบ
ไว้แค่นี้ก่อน แต่ยังมีแบบฝึกหัดไว้ให้ทดสอบความเข้าใจ พยายามทำให้ถูกทุกข้อก็แล้วกัน
|
