1. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
G
A2
A1
M
R1
R2
C1
Sw
Q1
Q1
Q2
C
E
B
+VCC
R1
R2
R3
Vi
Vo
IB1
IB2
IC1
IC2
IE
C1
C2
Transformer Rectifier Regulator
D1
D2
C ZD+
+
-
Filter
Vdc
Vac
สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยการอาชีพกาญจนบุรี
สถาบันการอาชีวศึกษาภาคกลาง สานักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา
กระทรวงศึกษาธิการ
นายทศพร ดวงสวัสดิ์

2. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
จุดประสงค์รายวิชา
1. เข ้าใจเกี่ยวกับการทางานของอุปกรณ์และวงจรอิเล็กทรอนิกส์
2. มีทักษะในการประกอบ วัด ทดสอบคุณสมบัติทางไฟฟ้าของอุปกรณ์และวงจร
อิเล็กทรอนิกส์
3. มีกิจนิสัยในการค ้นคว ้าความรู้เพิ่มเติมและปฏิบัติงานด ้วยความละเอียดรอบคอบ
และปลอดภัย
สมรรถนะรายวิชา / มาตรฐานรายวิชา
1. แสดงความรู้เกี่ยวกับการใช ้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร
2. วัดและทดสอบคุณลักษณะทางไฟฟ้าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร

3. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
คาอธิบายรายวิชา
ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับ โครงสร ้างอะตอม สารกึ่งตัวนาชนิดพี ชนิดเอ็นและรอยต่อ
พีเอ็น โครงสร ้างสัญลักษณ์ คุณลักษณะทางไฟฟ้าและการให ้ไบแอสไดโอด ซีเนอร์
ไดโอด ทรานซิสเตอร์ เฟตและอุปกรณ์ไทริสเตอร์ การทางานของวงจรคอมมอน
ต่างๆ ของทรานซิสเตอร์และเฟต วงจรขยายคลาส A, B, AB, C และ D การคัปปลิง
วงจรขยายแบบคาสแคด ดาร์ลิงตัน วงจรคอมพลีเมนตารี การใช ้งานอุปกรณ์
อิเล็กทรอนิกส์ในวงจรขยายสัญญาณ วงจรเพาเวอร์ซัพพลาย วงจรออสซิลเลเตอร์
และวงจรอื่นๆ การอ่านคู่มืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การแปลความหมายของ
คุณลักษณะทางไฟฟ้า

4. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
หน่วยที่ 1 ชื่อเรื่อง/งาน อะตอม และสารกึ่งตัวนา เวลา 5 ชั่วโมง สัปดาห์ที่ 1
หัวข้อเรื่อง/งาน
1.1 โครงสร ้างของอะตอม
1.2 วงโคจรของอิเล็กตรอน
1.3 สารกึ่งตัวนา
1.4 รอยต่อ พี เอ็น
สาระสาคัญ
สสารประกอบด ้วยอนุภาคที่เล็กที่สุดเรียกว่า อะตอม เนื่องจากอะตอมส่วนมากมี
โครงสร ้างที่เสถียร อะตอมจึงเป็นองค์ประกอบของทุกสิ่งในจักรวาล และมีอะตอมมากกว่า
100 ชนิด ที่ประกอบด ้วยอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอม โครงสร ้างอะตอมตรงกลางหรือนิวเคลียส
ของอะตอมมี โปรตอน ซึ่งมีประจุบวก และนิวตรอน ซึ่งไม่มีประจุ อนุภาคที่มีประจุลบเรียกว่า
อิเล็กตรอน ซึ่งจะโคจรอยู่รอบๆนิวเคลียส ในแต่ละชั้นหรือเซลล์

5. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
สาระสาคัญ(ต่อ)
สารกึ่งตัวนา (อังกฤษ: semiconductor) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติในการนาไฟฟ้าอยู่
ระหว่างตัวนาและฉนวน เป็นวัสดุที่ใช ้ทาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มักมีตัวประกอบของ
germanium, selenium, silicon วัสดุเนื้อแข็งผลึกพวกหนึ่งที่มีสมบัติเป็นตัวนา หรือ
สื่อไฟฟ้าก้ากึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะหรือฉนวน ความเป็ นตัวนาไฟฟ้าขึ้นอยู่กับ
อุณหภูมิ และสิ่งไม่บริสุทธิ์ที่มีเจือปนอยู่ในวัสดุพวกนี้ ซึ่งอาจเป็ นธาตุหรือ
สารประกอบ เช่น ธาตุเจอร์เมเนียม ซิลิคอน ซีลีเนียม และตะกั่วเทลลูไรด์ เป็ นต ้น
วัสดุกึ่งตัวนาพวกนี้มีความต ้านทานไฟฟ้าลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งเป็ นลักษณะ
ตรงข ้ามกับโลหะทั้งปวง

6. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
จุดประสงค์การเรียนรู้
เมื่อผู้เรียนเรียนจบในหน่วยแล ้วผู้เรียนสามารถ
1. บอกโครงสร ้างของอะตอมได ้
2. คานวณอิเล็กตรอนในแต่ละวงโคจรของอะตอมได ้
3. อธิบายคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนาได ้
4. อธิบายหลักการของรอยต่อ พี เอ็นได ้
5. นักเรียนมีความสนใจใฝ่ รู้

7. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
1.1 โครงสร้างอะตอม
สสารต่างๆ ที่เราพบอยู่ทั่วไปนั้น ถ ้าพิจารณาลงไปถึงส่วนประกอบขนาดเล็กที่
ประกอบกันเป็ นสสารนั้นแล ้ว จะพบว่าประกอบด ้วยโมเลกุล ซึ่งโมเลกุลเป็ นส่วนประกอบที่
เล็กที่สุดของสารและยังแสดงสมบัติของธาตุนั้นอยู่ได ้ ในแต่โมเลกุลจะประกอบด ้วยส่วนที่
เล็กลงไปอีกเรียกว่าอะตอม จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ทาให ้ทราบว่าอะตอม
ประกอบด ้วยนิวเคลียสที่อยู่เป็ นแกนกลางของอะตอม และมีอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส
นั้น ภายในนิวเคลียสยังประกอบไปด ้วยอนุภาคของโปรตอนและนิวตรอนอยู่รวมกัน
อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียสนั้นเป็นลบ ส่วนโปรตอนมีประจุเป็นบวก นิวตรอนที่อยู่ใน
นิวเคลียสมีประจุเป็ นกลางทางไฟฟ้า โดยปกติแล ้วอะตอมของธาตุต่างๆ จะเป็ นกลางทาง
ไฟฟ้า ในธาตุเดียวกันอะตอมของธาตุนั้นจะมีจานวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน ดังรูปที่
1.1 โครงสร ้างอะตอม
-
-
-
-
-
-
+++
+ -
+
electron
proton
neutron
+
+
รูปที่ 1.1 โครงสร ้างอะตอม

8. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
1.2 วงโคจรของอิเล็กตรอน
จานวนอิเล็กตรอนที่วิ่งรอบนิวเคลียสจะวิ่งเป็นวงๆ ดังรูปที่ 1.2 โดยแต่ละวงโคจรจะมี
อิเล็กตรอนบรรจุอยู่ไม่เท่ากัน เรียงลาดับจากน้อยไปหามาก แต่ละวงจะสามารถบรรจุ
อิเล็กตรอนได ้จานวนเท่าใดนั้นคานวณได ้จากสูตร
𝟐𝐍 𝟐
โดย N คือลาดับวงโคจรที่ห่างจากนิวเคลียส
รูปที่ 1.2 วงโคจรของอิเล็กตรอน

9. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
วงโคจรอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสจะบอกกากับไว ้เป็นตัวอักษร ซึ่งในวงในสุดที่ติด
กับนิวเคลียสจะนับเป็นวงแรกคือวง K และวงที่อยู่ออกห่างไปเรื่อยๆ ก็จะเป็น L,M,N,O,P,Q
ตามลาดับ แต่ละวงจะมีอิเล็กตรอนได ้สูงสุดตามสูตร
𝟐𝐍 𝟐
วง K ซึ่งเป็นวงที่ 1 จะมีอิเล็กตรอนสูงสุดเท่ากับ 𝟐𝐍 𝟐
= 𝟐(𝟏) 𝟐
= 2 ตัว
วงที่ 2 คือวง L จะมีอิเล็กตรอนสูงสุดเท่ากับ 𝟐𝐍 𝟐
= 𝟐(𝟐) 𝟐
= 8 ตัว
วงที่ 3 คือวง M จะมีอิเล็กตรอนสูงสุด 𝟐𝐍 𝟐
= 𝟐(𝟑) 𝟐
= 18 ตัว
วงที่ 4 คือวง N จะมีอิเล็กตรอนสูงสุดเท่ากับ 𝟐𝐍 𝟐
= 𝟐(𝟒) 𝟐
= 32 ตัว
วงที่ 5 คือวง O จะมีอิเล็กตรอนสูงสุดเท่ากับ 𝟐𝐍 𝟐 = 𝟐(𝟓) 𝟐 = 50 ตัว
โดยตั้งแต่วง O เป็นต ้นไป จานวนอิเล็กตรอนที่บรรจุลงไปจะไม่เต็มจานวนตามสูตรที่
คานวณได ้

10. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
1.2.1 วาเลนซ์อิเล็กตรอน ( Valence Electron ) อะตอมของธาตุแต่ละชนิดมีจานวน
อิเล็กตรอนมากน้อยแตกต่างกัน ซึ่งจะทาให ้การบรรจุอิเล็กตรอนลงในแต่ละวงโคจรไม่เต็ม
จานวน และมีข ้อจากัดในการบรรจุอิเล็กตรอนลงวงโคจรอย่างหนึ่งคือ อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่
วงนอกสุดจะมีอิเล็กตรอนได ้มากสุดไม่เกิน 8 ตัว อิเล็กตรอนวงนอกสุดจะอยู่ที่วงใดก็ได ้ไม่
จาเป็ นจะอยู่วง Q เท่านั้น วงที่ถูกบรรจุอิเล็กตรอนเป็ นวงสุดท ้ายของธาตุเรียกอิเล็กตรอนวง
นอกสุดนี้ว่า วาเลนซ์อิเล็กตรอน ( Valence Electron ) วาเลนซ์อิเล็กตรอนในธาตุแต่ละ
ชนิดจะมีจานวนไม่เท่ากันดังรูปที่ 1.3 แสดงการจัดอิเล็กตรอนของอะตอมโซเดียมและ
คลอรีน
รูปที่ 1.3 อิเล็กตรอนของอะตอมโซเดียมและคลอรีน

11. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
วาเลนซ์อิเล็กตรอนหรืออิเล็กตรอนวงนอกสุดจะเป็ นตัวบ่งบอกถึงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของ
สสารหรือธาตุต่างๆ ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็ น 3 ชนิด คือ ตัวนาไฟฟ้า , สารกึ่งตัวนา และ
ฉนวนไฟฟ้า โดยจะกาหนดจากสสารหรือธาตุที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนดังนี้
ตัวนาไฟฟ้ า จะมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนจานวน 1 - 3 ตัว
สารกึ่งตัวนา จะมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนจานวน 4 ตัว
ฉนวนไฟฟ้ า จะมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนจานวน 5 - 8 ตัว

12. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
1.2.2 ตัวนาไฟฟ้ า ( Conductor ) จะมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนจานวน 1 - 3 ตัว ซึ่ง
อิเล็กตรอนสามารถหลุดออกจากอะตอมได ้โดยง่ายเมื่อมีพลังงานหรือแรงมากระทาเพียง
เล็กน้อย นากระแสไฟฟ้าได ้ดี ธาตุเหล่านี้เช่น ทองคา, เงิน , ทองแดง, อลูมิเนียม, เหล็ก,
สังกะสี เป็นต ้น
1.2.3 สารกึ่งตัวนา ( Semi – Conductor ) ธาตุที่จัดเป็นจาพวกสารกึ่งตัวนาไฟฟ้า คือ
ธาตุที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 4 ตัว ซึ่งมีคุณสมบัติอยู่กึ่งกลางระหว่างตัวนาไฟฟ้าและ
ฉนวนไฟฟ้า ธาตุกึ่งตัวนาไฟฟ้านี้จะนิยมนาไปใช ้ผลิตเป็ นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ธาตุที่
จัดว่าเป็นสารกึ่งตัวนาได ้แก่ คาร์บอน ซิลิคอน เยอรมันเนียม ดีบุก ตะกั่ว แต่ที่นิยมนาไปผลิต
เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มี 2 ชนิด คือ ซิลิคอน
( Si) และเยอรมันเนียม (Ge)
1.2.4 ฉนวนไฟฟ้ า ( Insulator )ธาตุที่จัดเป็ นจาพวกฉนวนไฟฟ้า คือธาตุที่มีวาเลนซ์
อิเล็กตรอน 5 - 8 ตัว ซึ่งอิเล็กตรอนไม่สามารถหลุดออกจากอะตอมได ้โดยง่าย จะต ้องใช ้
พลังงานสูงมากๆ มากระทาอิเล็กตรอนจึงหลุดออกได ้ กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได ้ยาก มีค่า
ความต ้านทานไฟฟ้าสูงมาก ฉนวนเหล่านั้น เช่น ไมก ้า, แก ้ว,พลาสติก,ไม ้แห ้ง เป็นต ้น

13. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
1.3 สารกึ่งตัวนา
ธาตุที่จัดเป็นจาพวกสารกึ่งตัวนาไฟฟ้า คือธาตุที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 4 ตัว ซึ่งมี
คุณสมบัติอยู่กึ่งกลางระหว่างตัวนาไฟฟ้าและฉนวนไฟฟ้า ไม่สามารถนาไปใช ้งานได ้ซึ่ง
สามารถจาแนกได ้สองลักษณะดังนี้
1.3.1 สารกึ่งตัวนาบริสุทธิ์ Intrinsic semi-conductor
สารกึ่งตัวนาบริสุทธิ์ คือ ธาตุกึ่งตัวนาที่ยังไม่ได ้เติมสารเจือปน (Doping )ใดๆ ลงไป ธาตุ
กึ่งตัวนาที่นิยมนาไปทาเป็นสารกึ่งตัวนาในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก็คือ ธาตุกึ่งตัวนาซิลิกอน
และธาตุกึ่งตัวนาเยอรมันเนียม ธาตุทั้งสองชนิดนี้จะมีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 4 ตัว แต่
อิเล็กตรอนทั้งหมดจะไม่เท่ากัน โดยซิลิคอนจะมีอิเล็กตรอนทั้งหมด 14 ตัว ส่วนเยอรมัน
เนียมจะมีอิเล็กตรอนทั้งหมด 32 ตัว ต่อหนึ่งอะตอม ดังรูปที่ 1.4แสดงการใช ้อิเล็กตรอนวง
นอสุดร่วมกันครบ 8 ตัวของอะตอมซิลิคอนและเยอรมันเนียม
รูปที่ 1.4แสดงการใช ้อิเล็กตรอนวงนอสุดร่วมกันครบ 8

14. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
โครงสร ้างอะตอมของธาตุซิลิกอนและโครงสร ้างอะตอมของธาตุเยอรมันเนียมเมื่ออยู่
รวมกันหลายๆ อะตอมจะจับกันเป็นผลึกในรูปของพันธะโควาเลนซ์ (Covalence Bond)
ดังนั้นหนึ่งอะตอมจะต ้องใช ้อิเล็กตรอนร่วมกันกับอะตอมข ้างเคียง 4 อะตอม จึงจะมี
อิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 8 ตัว เพื่อให ้อะตอมอยู่ในสภาพเสถียร
รูปที่ 1.5 แสดงการใช ้อิเล็กตรอนวงนอกสุดร่วมกันครบ 8 ตัว ของอะตอมSi และ Ge

15. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
1.3.2 สารกึ่งตัวนาไม่บริสุทธิ์ Extrinsic semi-conductor
สารกึ่งตัวนาไม่บริสุทธิ์ คือการนาเอาธาตุซิลิคอนหรือธาตุเยอรมันเนียมบริสุทธิ์มา
เติมเจือปนลงไป โดยใช ้ธาตุเจือปนที่มีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 3 ตัว หรือธาตุเจือปน
ที่มีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 5 ตัว ลงไปในอัตราส่วน 108: 1 คือธาตุกึ่งตัวนาบริสุทธิ์
108 ส่วนต่อสารเจือปน 1 ส่วน ซึ่งจะทาให ้ได ้สารกึ่งตัวนาใหม่ขึ้นมา คือถ ้าเติม
ธาตุเจือปนที่วาเลนซ์อิเล็กตรอน 5 ตัวลงไป ตัวนาชนิดเอ็น แต่ถ ้าเติมธาตุเจือปนที่
มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 3ตัว ลงไปจะได ้สารกึ่งตัวนาชนิดพี ธาตุที่มีวาเลนซ์
อิเล็กตรอน 3 ตัว ที่นามาใช ้เป็ นธาตุเจือปนเช่นโบรอน อินเดียม แกลเลียม และ
อลูมิเนียม ส่วนธาตุที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 5 ตัวที่นามาใช ้เป็ นธาตุเจือปน เช่น
ฟอสฟอรัส อาเซนิค

16. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
e
1.3.2.1 สารกึ่งตัวนาชนิด N ( N – Type Semiconductor ) สารกึ่งตัวนาชนิดเอ็นเป็น
สารกึ่งตัวนาที่ได ้จากการเต ิมสารเจือปนที่มีวาเลนซ์อ ิเล็กตรอน 5 ตัว เช่น
ฟอสฟอรัส อาเซนิค อย่างใดอย่างหนึ่งลงไปในธาตุซิลิคอนหรือเยอรมันเนียม
บริสุทธิ์ จะทาให ้อิเล็กตรอนวงนอกสุดของแต่ละอะตอมแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนซึ่งกัน
และกัน หรือใช ้อิเล็กตรอนร่วมกันได ้ 8 ตัว ทาให ้เหลืออิเล็กตรอน 1 ตัว ที่ไม่สามารถจับตัว
กับอะตอมข ้างเคียง เรียกอิเล็กตรอนตัวนี้ว่า อิเล็กตรอนอิสระ (Free electron : e ) ซึ่งจะ
แสดงประจุลบออกมา เป็นสารกึ่งตัวนาชนิด N – Type
e
รูปที่ 1.6 โครงสร ้างการจับตัวกันของอิเล็กตรอนวงนอกสุดระหว่าง Si กับ P

17. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
1.3.3.2 สารกึ่งตัวนาชนิด P (P-Type Semiconductor) สารกึ่งตัวนาชนิดพีเป็นสารกึ่งตัวนา
ที่ได ้จากการเติมธาตุเจือปนที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 3 ตัว เช่น โบรอน อินเดียม แกลเลียม
อย่างใดอย่างหนึ่งลงไปในธาตุซิลิคอนหรือธาตุเยอรมันเนียมบริสุทธิ์ จะทาให ้อิเล็กตรอนวง
นอกสุดของแต่ละอะตอมแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนซึ่งกันและกันหรือใช ้อิเล็กตรอนร่วมกันได ้
ครบ 8 ตัว ส่วนอะตอมของธาตุเจือปนจะขาดอิเล็กตรอนอีก 1 ตัว เพราะธาตุเจือปนมี
อิเล็กตรอนวงนอกสุด 3 ตัว เรียกส่วนที่ขาดอิเล็กตรอนนี้ว่าโฮล ซึ่งแปลว่า หลุม หรือ รู โฮลนี้
จะแสดงประจุบวกออกมา
รูปที่ 1.7 โครงสร ้างการจับตัวกันของอิเล็กตรอนวงนอกสุดระหว่าง Si กับ Br

18. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
1.4 รอยต่อ พี เอ็น
สารกึ่งตัวนาทั้งชนิด P และชนิด N ที่เกิดจากการเติมสารเจือปนลงในธาตุซิลิกอน และ
เยอรมันเนียม มีจานวนอิเล็กตรอนอิสระ และโฮลไม่เท่ากัน กล่าวคือในสาร P จะมีจานวน
โฮล มากกว่าอิเล็กตรอนอิสระดังรูปที่ 1.8 ก. ส่วนในสาร N มีจานวนอิเล็กตรอนอิสระ
มากกว่าโฮลดังรูปที่ 1.8 ข. ทั้งโฮล และอิเล็กตรอนอิสระ เป็นตัวที่ทาให ้เกิดการไหลของ
กระแสไฟฟ้าขึ้นในตัวนาเราจึงเรียกว่า พาหะ (Carrier) ดังรูปที่ 1.8 โครงสร ้างภายในของ
สารกึ่งตัวนาชนิด P และ N
รูปที่ 1.8 โครงสร ้างภายในของสารกึ่งตัวนาชนิด P และ N

19. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
เมื่อนาสารกึ่งตัวนาชนิด P-type และ N-type มาต่อกัน ซึ่งจุดที่สารกึ่งตัวนาทั้งสองสัมผัสกัน
เรียกว่า รอยต่อ (Junction) โดยรอยต่อนี้จะยอมให ้อิเล็กตรอนอิสระ(-) ที่มีอยู่ มากในด ้าน
N- type เคลื่อนที่ข ้ามไปรวมกับโฮล(+) ในด ้าน P- type ดังแสดงในรูปที่ 1.9 รอยต่อ P-N
รูปที่ 1.9 รอยต่อ P-N

20. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
เนื่องจากอิเล็กตรอนจาก N- type เคลื่อนที่ข ้ามรอยต่อไปรวมกับโฮลในด ้าน P- type จึง
ทาให ้เกิดประจุไฟฟ้าลบใน P- type ขึ้น และทิ้งบริเวณที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ออกมาจาก
N- type เกิดช่องว่าง(โฮล)ให ้เป็นประจุไฟฟ้าบวก ดังแสดงในรูปที่ 1.10 การเคลื่อนที่
ของอิเล็กตรอน และโฮลในรอยต่อ พี เอ็น
รูปที่ 1.10 การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน และโฮลในรอยต่อ พี เอ็น

21. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
จากปรากฏการณ์นี้จึงทาให ้พื้นที่หรือชั้นของรอยต่อซึ่งประกอบขึ้นจากประจุไฟฟ้าบวก
ด ้านหนึ่งและประจุไฟฟ้าลบอีกด ้านหนึ่ง ชั้นของรอยต่อที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า "Depletion
Region" ซึ่งเมื่อชั้นของรอยต่อเริ่มก่อตัวขึ้นมีผลทาให ้ไม่มีการรวมตัวระหว่าง
อิเล็กตรอนอิสระ และโฮลข ้ามรอยต่ออีกต่อไป กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ ประจุไฟฟ้าลบใน P-
type ที่อยู่ใกล ้กับบริเวณรอยต่อจะผลักอิเล็กตรอนอิสระจาก N-type ไม่ให ้เข ้ามารวมอีก
จากปฏิกิริยานี้จะเป็นการป้องกันไม่ให ้ Depletion Region ขยายกว ้างออกไปอีกประจุ
ไฟฟ้าบวก และประจุไฟฟ้าลบที่บริเวณรอยต่อนี้จะมีศักย์ไฟฟ้าสะสมในตัวระดับหนึ่งและ
เนื่องด ้วยประจุทั้งสองมีขั้วตรงกันข ้ามกัน จึงทาให ้เกิดความต่างศักย์ทางไฟฟ้าหรือ
แรงดันไฟฟ้าปรากฏคร่อมรอยต่อ ดังรูปที่ 1.11 Depletion Region
รูปที่ 1.11 Depletion Region

22. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม
เอกสารอ้างอิง/บรรณานุกรม
พันธ์ศักดิ์ พุฒิมานิตพงศ์. อิเล็กทรอนิกส์ในงานอุตสาหกรรม. กรุงเทพฯ : สานักพิมพ์ซี
เอ็ดยูเคชั่น, 2553
ชัยวัฒน์ ลิ้มพรจิตรวิลัย. คู่มือนักอิเล็กทรอนิกส์.กรุงเทพฯ : สานักพิมพ์ซีเอ็ดยูเคชั่น,
อดุลย์ กัลยาแก ้ว.อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร(อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์).กรุงเทพฯ
: สานักพิมพ์ศูนย์ส่งเสริมอาชีวะ,2546
Dinesh C. Dube. Electronics Circuits and Analysis. India :Alpha Science
International Ltd,

23. รหัส 2105-2005 วิชา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร สาขางาน อิเล็กทรอนิกส์
หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ..พุทธศักราช 2556 ประเภทวิชา อุตสาหกรรม