ซีเนอร์ไดโอด เบื้องต้น EP2 (ซีเนอร์ไดโอด ประยุกต์การใช้งานในวงจร )

สวัสดีครับ ยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZimDIY
สำหรับคลิปนี้ ผมจะพาเพื่อนๆ มาดู วิธีประยุกต์ การใช้งาน ซีเนอร์ไดโอด ต่อใช้ ในวงจรกันนะครับ
เจ้าตัว ซีเนอร์ไดโอด ผมก็ได้ อธิบายหลักการทำงานของมันคร่าวไปแล้วนะครับ ในคลิป EP ที่ 1
แต่ถ้าใครพึ่งมาเห็นคลิปนี้ ก็สามารถ ย้อนกลับไปรับชมได้
แล้วทำไมต้องใช้ซีเนอร์ ไดโอด ด้วย ?
เพื่อนๆลองมาดูภาพๆนี้กันครับ สมมุติว่า แหล่งจ่ายของเรามีแรงดันอยู่ที่ 12V
แต่โหลดของเรา ต้องการแรงดัน คงที่ อยู่ประมาณ ที่ 5V
แล้ว มันจะมี วิธีไหนบ้างที่สามารถ ลดแรงดันให้เหลือ หรือ ใกล้เคียงที่ 5V ได้บ้าง
แน่นอน ว่า หลายๆ ท่านอาจจะนึกถึง IC7805
แต่เจ้าตัว ซีเนอร์ไดโอด 5.1 V ก็สามารถ ทำหน้าที่นี้ ได้ดี ไม่ได้ต่างกันมากนัก แถมรูปร้่งขนาด ยังเล็กกว่า อีกด้วย
แต่ข้อเสียของมันก็คือ มันจะทนกระแสได้น้อย ในระดับประมาณ มิลิแอมป์เท่านั้นครับ
การต่อใช้งาน
เราสามารถ นำมันมา ใส่ในวงจร วางอนกุรม กับแหล่งจ่ายแบบนี้ไปได้ เลย
แรงดันส่วนเกินมันก็จะดึงลงกราวด์ทิ้ง
ส่วนแรงดันที่ ต่อ ออกไปใช้งาน ก็คือ ขั้วแค โทด กับ ขั้ว แอโนด ต่อ แบบนี้เลยครับ
แต่ถ้าหากเราต่อ ซีเนอร์ แบบนี้ ในวงจรจริง ซีเนอร์ของเพื่อนๆ อาจะพังได้ ในทันที
เหตุผลก็คือ
ถึงแม้ว่า ซีเนอร์ไดโอด มัน สามารถ รักษาแรงดันอยู่ที่ ประมาณ 5.1V ได้
แต่ กระแสที่จะไหลผ่านตัวมัน อย่างที่ผมบอกไป มันไหลได้อย่างจำกัดเท่านั้น
อย่างเช่น เบอร์ 1N4733A ตัวนี้ ทำงาน Maximum สูงสุด ได้ไม่เกิน 178mA เท่านั้นเอง
นั้นก็หมายความว่า กระแสของแหล่งจ่าย
อย่างเช่น Powersupply ของผมตัวนี้
อาจจะมีกระแส รอ สแตนบาย มากกว่า 10A ก็เป็นไปได้
ยิ่งเป็นแหล่งจ่ายไฟ ที่ไม่คุ้นหน้า ไม่ระบุสเป๊ก เราก็ยิ่งอย่าไปไว้ใจกับมันมากนัก ครับ
ในเมื่อ กระแสแหล่งจ่าย มีมากเกินไปอย่างงี้ เราจะต่อใช้งาน มันได้ยังไงกัน
วิธีที่ จะรักษาชีวิต ของเจ้าตัวซีเนอร์ก็คือ เราจะต้องใส่ตัวต้านทาน เข้าไปครับ
เพราะว่า ตัวต้านทานเนี่ยะ มีหน้าที่ ต้านทานการไหลของกระแส ยิ่งมีค่ามาก ก็กระแสก็จะไหลได้น้อย
ถ้าได้ค่าที่เหมาะสม
ซีเนอร์ไดโอด ถึงจะ ก็จะรักษาแรงดัน 5.1V อย่างสมบูรณ์แบบ
และคำถาม ที่สำคัญที่สุดก็ คือ
มันใช้ค่าความต้านทานเท่าไหร่
ก่อนจะไปดูค่าความต้านทาน จองตัวต้านทาน
เราก็จะต้องรู้ก่อนนะครับว่า โหลดของเรา ต้องการ แรงดัน และ กระแส อยู่ที่ เท่าไหร่
สมมุติว่าโหลดผม เป็นหลอดไฟ LED ต้องการไฟแรงดัน แค่ 3V กระแสสักประมาณ 10mA มันก็ทำงานได้ มันก็เพียงพอต่อแสงสว่าง
ที่จริงเราแทบทื่จะไม่ต้องใช้ ซีเนอร์เลยด้วยซ้ำ นะครับ เพราะว่า หลอด LED ก็คือไดโอดเปล่งแสง ประเภทหนึ่ง
-----------------------------------------
แต่เกิดปัญหาเล็กน้อย
เนื่องจาก ผมหาซีเนอร์ ไดโอด ตัว 3V ไม่เจอครับ
ผมก็เลย เลือกใช้ซีเนอร์ ตัวนี้แทนครับ ซึ่ง รักษาแรงดันอยู่ที่ ที่ 3.3 V
งั้นผมจะเปลี่ยนเป็นแรงดันใหม่ใช้ที่ 3.3V ละกันครับ
พอได้ ค่าแรงดัน และ ค่ากระแส เราก็จะสามารถ
ใช้ กฎของโอห์ม หาค่า ตัวต้านทานออกมาได้เลย
สูตรก็คือ V = IR
หา R ก็จะเท่ากับ V / I
V = 12V - 3.3V เหลือ 8.7
8.7 หาร 10mA = 870ohm
แต่ตัวต้านทานค่า 870 ohm ไม่น่าจะมี จำหน่าย นะครับ ผมจะใส่เผื่อไปเลย ที่ 1K ohm หรือ 1000 ohm
ถ้าหาก มาดูในวงจรจริง
แรงดันแหล่งจ่าย 12V ของ ผมก็คือ Powersupply ตัวนี้
ตัวต้านทาน ขนาด 1kohm ก็คือตัวนี้
ซีเนอร์ไดโอด 3.3 V ก็คือตัวนี้
นี่ครับผมจะวัดแรงดันให้ดูได้ไฟ 3.35 V จริงๆด้วยครับ
แล้วก็ ตัว ซีเนอร์ไดโอด เอง ทำงานได้ดี ทำงานได้อย่างปลอดภัยด้วยครับ
เดี๋ยวผมจะลองใช้หลอดไฟ LED สีเขียว มาแตะให้ดูครับ นี่ครับมีแสงสว่าง
และนี่คือ กระแส ที่ผมวัดได้ ครับ 7.55 mA
ที่มันไม่ถึง 10mA เพราะเราใส่ค่าความต้านทาน เผื่อเอาไว้นั้นเองครับ
และถ้าถามว่า ถ้าหากเราอยากได้ช่วงแรงดันอื่นๆ อีกละ จะทำยังไง
เราสามารถ ต่อตัวต้านทาน มาควบคุม แรงดัน แยกย่อยออกไป เป็นชุดใครชุดมันแบบนี้ได้เลยนะครับ
โดยมันจะไม่ส่งผล กระทบต่อแรงดันของ แหล่งจ่าย ที่เป็นเส้น เมนหลัก ตรงนี้
แรงดันของแหล่งจ่ายไฟ ก็จะยังคง 12V เท่าเดิม ไม่เพิ่มไม่ ลด
มัน ก็หมายความว่า ผมสามารถที่จะเพิ่ม ซีเนอร์ ไปได้อีกหลายๆตัว เท่าไหร่ก็ได้ ตามที่ใจนึก
ตราบใดที่ กระแส และ แรงดัน แหล่งจ่าย ไฟมันยังไม่ตก มันยังเหลือๆอยู่
หรือจะใช้ ตัวต้านทานตัวใหญ่มาดรอปกระแส เอา ไว้ก่อน แบบนี้ ก็ทำได้เหมือนกัน ครับ
อยู่ที่ไอเดียของเพื่อนๆเลย
ผมจะยกตัว อย่าง อีก วงจรหนึ่งครับ ในคลิปคลิปที่แล้ว ผมได้ต่อวงจร ป้องกันการต่อผิดขั้ว เอาไว้
เพื่อนๆจะเห็นว่า มอสเฟตของผม สามารถ รับแรงดันไบอัส ได้ไม่เกิน -20Vz
แต่ถ้าผมเพิ่ม ซีเนอร์ไดโอด 10V เข้าไป ต่อในลักษณะนี้ ตอนนี้มันก็สามารถ มีช่วงรับแรงดันที่ ขา Gate มากกว่า -20V ได้แล้ว
แต่โหลดที่เป็นหลอดไฟ ผมคิดว่า ใส้หลอด อาจจะขาดไปเสียก่อน
นั้นไงครับ ที่ -22v มันขาดไปแล้ว
ส่วนในวงจร อื่นๆ อย่างเช่น บอร์ดไดร์ 741
ไอซี 741 ก็ต้องการแรงดันไฟ + - คงที่ มาเลี้ยงที่ตัวมัน
เขาก็จะวาง ซีเนอร์ ไว้ ทั้งฝั่งไฟ + และ ฝั่งไฟ -
เราก็สามารถประยุกต์การทำงานไปใช้ได้อย่างหลากหลาย มากเลยครับ
สำหรับคลิปนี้ขออธิบายการทำงานของมันไว้เท่านี้ก่อน
ขอบคุณเพื่อนๆทุกท่านที่ติดตามรับชมครับ
#ซีเนอร์ไดโอดEP2 #ZenerDiode #ซีเนอร์ไดโอดเบื้องต้นEP2