สรุปย่อ

1 โครงสร้างพื้นฐานของอะตอม สสารต่างๆ ที่เราพบอยู่ทั่วไปนั้น ถ้าพิจารณาลงไปถึงส่วนประกอบขนาดเล็กที่ประกอบกันเป็นสสารนั้นแล้ว จะพบว่าประกอบด้วยโมเลกุล ซึ่งโมเลกุลเป็นส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของสารและยังแสดงสมบัติของธาตุนั้นอยู่ได้ ในแต่โมเลกุลจะประกอบด้วยส่วนที่เล็กลงไปอีกเรียกว่าอะตอม จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ทำให้ทราบว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่อยู่เป็นแกนกลางของอะตอม และมีอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสนั้น ภายในนิวเคลียสยังประกอบไปด้วยอนุภาคของโปรตรอนและนิวตรอนอยู่รวมกัน อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียสนั้นเป็นลบ ส่วนโปรตรอนมีประจุเป็นบวก นิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียสมีประจุเป็นกลางทางไฟฟ้า โดยปกติแล้วอะตอมของธาตุต่างๆ จะเป็นกลางทางไฟฟ้า ในธาตุเดียวกันอะตอมของธาตุนั้นจะมีจำนวนโปรตรอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน 2 สารกึ่งตัวนำ (semiconductor) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำและฉนวน เป็นวัสดุที่ใช้ทำอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ มักมีตัวประกอบของ germanium, selenium, silicon วัสดุเนื้อแข็งผลึกพวกหนึ่งที่มีสมบัติเป็นตัวนำ หรือสื่อไฟฟ้าก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะหรือฉนวน ความเป็นตัวนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และสิ่งไม่บริสุทธิ์ที่มีเจือปนอยู่ในวัสดุพวกนี้ ซึ่งอาจเป็นธาตุหรือสารประกอบก็มี เช่น ธาตุเจอร์เมเนียม ซิลิคอน ซีลีเนียม และตะกั่วเทลลูไรด์ เป็นต้น วัสดุกึ่งตัวนำพวกนี้มีความต้านทานไฟฟ้าลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งเป็นลักษณะตรงข้ามกับโลหะทั้งปวงที่อุณหภูมิ ศูนย์ เคลวิน วัสดุพวกนี้จะไม่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านเลย เพราะเนื้อวัสดุเป็นผลึกโควาเลนต์ ซึ่งอิเล็กตรอนทั้งหลายจะถูกตรึงอยู่ในพันธะโควาเลนต์หมด (พันธะที่หยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม) แต่ในอุณหภูมิธรรมดา อิเล็กตรอนบางส่วนมีพลังงาน เนื่องจากความร้อนมากพอที่จะหลุดไปจากพันธะ ทำให้เกิดที่ว่างขึ้น อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาเป็นสาเหตุให้สารกึ่งตัวนำ นำไฟฟ้าได้เมื่อมีมีสนามไฟฟ้ามาต่อเข้ากับสารนี้
3 สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์ เป็นสารที่เกิดขึ้นจากการเติมสารเจือปนลงไปในสารกึ่งตัวนำแท้ เช่น ซิลิกอน หรือเยอรมันเนียม เพื่อให้ได้สารกึ่งตัวนำที่มีสภาพการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้น สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์นี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ สารกึ่งตัวนำประเภทเอ็น (N-Type) และสารกึ่งตัวนำประเภทพี (P-Type)
4. จากการเจือเอาอะตอมของแอนติโมนีเป็นสารเจือปนเข้าไปในผลึกซิลิคอนดู วาแลนส์อิเล็กตรอนของแอนติโมนีเป็นสารเจือปนดูอีกตัวอย่างหนึ่ง ธาตุนี้จะมีอิเล็กตรอน 51ตัวรวมเป็นครอบครัวใหญ่ โดยมีอิเล็กตรอนตามจำนวนในแต่ละชั้นเริ่มจากชั้นในสุดคือ K,L,M,Nส่วนชั้น S,Pของชั้น O ซึ่งอยู่นอกสุดและสามารถมีอิเล็กตรอนได้ 8ตัวนั้นจะมีอิเล็คตรอนอยู่เพียง 5 ตัว ยังขาดอีก 3 ตัว คราวนี้ลองเอาอะตอมของแอนติโมนีเป็นสารเจือปนผสมเข้าไปในผลึกซิลิคอนดู ชั้นนอกสุดของแอนติโมนีจะประกอบรวมเข้ากับชั้นนอกสุดของซิลิคอน ในชั้นนี้มีที่เพียง 8 ที่ ซึ่งจะได้อิเล็คตรอนจากซิลิคอน 4 ตัว และจากอะตอมของแอนติโมนีอีก 5 ตัวจึงมีอิเล็กตรอนเกินมา 1 ตัว อิเล็กตรอนของแอนติโมนีจึงไม่มีที่อยู่อีก 1 ตัว จึงเกิดสภาพที่จะต้องอยู่เฉยๆ ไม่สามารถยึดเกาะกับใครได้ อิเล็กตรอนที่เกินมา 1 ตัวนี้ก็อยากจะกระโดดออกไปที่อื่น เราจึงเรียกสารกึ่งตัวนำที่มีอิเล็กตรอนที่เคลื่อนไหวอิสระเช่นนี้ว่า สารกึ่งตัวนำชนิด N Nนี้คือ Negative ซึ่งหมายถึง ประจุลบของอิเล็กตรอนนั่นเอง
5 เป็นสารกึ่งตัวนำที่เกิดจากการจับตัวของอะตอมซิลิกอนกับอะตอมของอะลูมิเนียม ทำให้เกิดที่ว่างซึ่งเรียกว่า โฮล (Hole) ขึ้นในแขนร่วมของอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนข้างโฮลจะเคลื่อนที่ไปอยู่ในโฮลทำให้ดูคล้ายกับโฮลเคลื่อนที่ได้จึงทำให้กระแสไหลได้ดังรูปที่ 10
6 ไดโอด(Diode) ถือเป็นอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง ที่จำกัดทิศทางการไหลของประจุไฟฟ้า มันจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียว และกั้นการไหลในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นจึงอาจถือว่าไดโอดเป็นวาล์วตรวจสอบแบบอิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่ง ซึ่งนับเป็นประโยชน์อย่างมากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ใช้เป็นเรียงกระแสไฟฟ้าในวงจรภาคจ่ายไฟ เป็นต้น
7 ตัวลูกศรเป็นสัญญลักษณ์แทนสารกึ่งตัวนำชนิด P ซึ่งเป็นขั้วอาโนด (ขั้วบวก) ของไดโอด ลูกศรจะชี้ในทิศทางที่โฮลเคลื่อนที่ ส่วนขีดคั่นเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N ซึ่งเป็นขั้วคาโถด (ขั้วลบ) ดังนั้นเราจะสามารถพิจารณาว่า ไดโอดถูกไบแอสตรงหรือไบแอสกลับได้ง่าย ๆ โดยพิจารณาดูว่าถ้าขั้วอาโนดมีศักดาไฟฟ้าเป็นบวกมากกว่าราคาโถดแล้ว ไดโอดจะถูกไบแอสตรง ถ้าขั้วอาโนดมีศักดาไฟฟ้าเป็นบวกน้อยกว่า คาโถดก็แสดงว่าไดโอดถูกไบแอสกลับ 8ไดโอดเปรียบเสมือนความต้านทานตัวหนึ่ง ที่คอยต้านกระแส (I)จากแหล่งจ่ายไม่ให้ไหลผ่านตัวมัน
9 จากรูป แสดงการต่อไดโอดแบบไบอัสกลับ โดยการต่อขั้วบวกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเข้ากับ n-region และขั้วลบเข้ากับ p-region ของไดโอด การต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในลักษณะนี้จะทำให้อิเล็กตรอนอิสระใน n-region ถูกดึงให้เคลื่อนที่ไปยังขั้วบวก ในขณะเดียวกันโฮลก็จะถูกดึงจากขั้วลบเช่นกัน จากเหตุผลดังกล่าวจึงส่งผลให้บริเวณ Depletion Region ขยายกว้างมากขึ้น จนทำให้แรงดันไฟฟ้าภายในมีค่าเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าแต่มีขั้วตรงกันข้าม จึงส่งผลให้ไดโอดไม่นำกระแสไฟฟ้าในที่สุด
10 ความต้านทานในตัวไดโอดพอที่จะแบ่งออกตามชนิดของแรงดันที่ให้กับตัวไดโอด ซึ่งแยกออกเปนความต้านทานทางไฟตรงหรือทางสรรคติกและความต้านทานไฟสลับ
11 การตรวจสอบเจเฟตว่าดีหรือเสียโดยใช้โอห์มมิเตอร์ กรณีที่รู้ตำแหน่งขาแล้วให้ตั้งตำแหน่งการวัดไปที่สเกล R x10 เนื่องจากที่เกตกับซอร์ส และเกตกับเดรนเป็นรอยต่อพี – เอ็นเหมือนไดโอด ดังนั้นถ้าวัดค่าความต้านทานที่เกตกับซอร์ส หรือเกตกับเดรนครั้งหนึ่งแล้วกลับขั้วมิเตอร์ วัดที่ตำแหน่งเดิมอีกครั้งจะได้ ค่าความต้านทานต่ำ หนึ่งค่ากับค่าความต้านทานสูงหนึ่งค่าถ้าวัดระหว่างซอร์สกับเดรนแล้วกลับขั้ววัดใหม่ อีกครั้งจะได้ค่าความต้านทาน เท่ากันทั้งสองครั้งถ้าวัดได้ตามนี้แสดงว่าเจเฟตยังใช้งานได้ในกรณีที่ไม่รู้ขาของเจเฟต และต้องการวัดหาขาของเจเฟตโดยไม่เปิดหนังสือคู่มือโดยวิธีการวัดให้วัดขาเป็นคู่ ๆ (โดยใช่สเกล R x10 เหมือนเดิม) พร้อมทั้งกลับขั้วของมิเตอร์ ถ้าคู่ใดกลับขั้วแล้ววัดได้ค่าความต้านทานเท่ากัน 2 ครั้ง ขาคู่นั้นคือ ขาซอร์สกับขาเดรนโดยขาร่วมเป็นขาเกต ถ้าขาร่วมเป็นศักย์ไฟบวกจากมิเตอร์ แสดงว่าเป็นแบบเอ็นแชนแนล ถ้าขาร่วมเป็นศักย์ไฟลบจากมิเตอร์แสดงว่าเป็นแบบพีแชนแนล แต่ไม่สามารถที่จะแยกได้ว่าขาใดเป็นขาซอร์สและขาเดรน นอกจากจะเปิดดูจากหนังสือคู่มือหรือทดลองให้ไบอัส สำหรับขาซอร์สและเดรนนี้เจเฟตบางตัวอาจใช้สลับกันได้ แต่บางเบอร์ก็มีโครงสร้างที่ไม่สามารถทำเช่นนี้ได้
12 มัลติมิเตอร์ทั้ง 2 แบบนี้มีข้อดี ข้อเสียต่างกัน บางคนชอบแบบเข็มชี้ เพราะว่ามองเห็นการเปลี่ยนแปลงขึ้นลงอย่างชัดเจน ต่างกับแบบดิจิตอลซึ่งตัวเลขจะวิ่ง สังเกตค่าตัวเลขที่แน่นอนได้ยาก ยกเว้น Digital multimeter บางรุ่นที่สามารถอ่านค่าตัวเลขออกมาได้ทันที สะดวกสบายไม่ต้องคำนึงถึงขั้วมิเตอร์ว่าวัดถูกหรือผิดเพราะว่ามีเครื่องหมาย บอกให้เสร็จ ส่วนแบบแอนาลอกจะมีปัญหาเรื่องนี้ และการไม่เป็นเชิงเส้น (Non-linear) ของสเกลด้วย
13 เครื่องวัดดิจตอล มัลติมิเตอร์ จะมีหน้าที่ในการวัดเหมือนกับมัลติมิเตอร์ทุกประการหรือมากกว่า คือ สามารถวัด DC Volte,AC Volte,DC Current,ACcurrent, ค่าความต้านทาน , ความถี่ , ค่าคาปาซิแตนซ์ , ค่าอัตราการ ขยายกระแส( hfe), เช็คไดโอด , ทดสอบความถี่ย่านเสียงแบบต่อเนื่องและการบันทึกค่าที่ทำการ วัดค้างไว้ได้
14 มัลติมิเตอร์แบบตัวเลข (Digital Multimeter, DMM) สามารถวัดปริมาณทางไฟฟ้าได้หลายประเภท เช่นเดียวกับมัลติมิเตอร์แบบเข็ม นอกจากนี้ยังสามารถวัดปริมาณกระแสสลับ วัดการขยายกระแสตรงของทรานซิสเตอร์ วัดความจุไฟฟ้าและตรวจสอบไดโอดได้อีกด้วย