IC คืออะไร


 

ไอซี ย่อมาจากคำว่า Integrated Circuit (I.C.) แปลว่าวงจรรวม ไอซีเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่รวมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆที่ประกอบเป็นวงจรหรือส่วนของวงจรที่มีขนาดเล็กไว้ในตัวเดียว ชิ้นส่วนต่างๆเหล่านี้ได้แก่ ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน ไดโอด เป็นต้น ดังนั้นไอซีจึงมีหลายขา ไอซีมีหลายชนิดลัวแต่หน้าที่การทำงานและจะมีหมายเลขประจำตัว เช่น หมายเลข 555, หมายเลข 741 เป็นต้น วิธีดูตำแหน่งขาของไอซี ให้สังเกคุจุดบนขอบตัวไอซี ขาข้างที่อยู่ใกล้จุดเรียกว่า ขาที่1 แล้วให้นับเรียงต่อกันไปตามลำดับทางขวามือเป็นรูปถ่ายจริงของไอซีตัวหนึ่ง

วงจรรวม (ไอซี) เชิงเส้น เพียงหนึ่งตัว  มีความสามารถในการทำงานเทียบเท่ากับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นับร้อยชิ้นที่นำมาต่อกันเป็นวงจร  โดยเฉพาะไอซีดิจิตอล  เช่น  ไมโครโปรเซสเซอร์มีความสามารถเท่ากับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เป็นหมื่นหรือแสนชิ้นเลยทีเดียว  วงจรรวมทำให้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายและเนื้อที่ได้  ไอซีนับได้ว่าเป็นสิ่งที่ปฏิวัติอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

มีการแนะนำวงจรรวมเป็นครั้งแรก  เมื่อปี  1958  ซึ่งนับได้ว่าเป็นการพัฒนาเทคโนโลยีครั้งสำคัญที่สุดในศตวรรษนี้เลยทีเดียว  ไอซีได้ทำให้วงการอิเล็กทรอนิกส์มีการขยายตัวออกไปอย่างมหาศาล  โดยที่การพัฒนาส่วนใหญ่จะเน้นหนักในเรื่องของอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอล  ทำให้การพัฒนาของไอซีเชิงเส้นล้าหลังไอซีดิจิตอลประมาณ  10  ปี  แต่เมื่อไม่นานมานี้  ไอซีเชิงเส้นได้รับความสนใจมากขึ้น  และปัจจุบันมีสิ่งประดิษฐ์ชนิดนี้อยู่มากมายหลายแบบ วงการอิเล็กทรอนิกส์ มีการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว  เนื่องจากเหตุผลหลายประการ  เหตุผลแรกซึ่งเป็นเหตุผลหลักคือ  ในวงการอิเล็กทรอนิกส์มีการพัฒนาคุณภาพการทำงานมากขึ้นไปเรื่อย ๆ  ในขณะที่ราคาคงที่หรืออาจลดลงตามเวลา  ส่วนเหตุผลอีกประการหนึ่งคือ  วงจรและระบบอิเล็กทรอนิกส์มีความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ โดยปัจจัยสำคัญที่ทำให้เป็นเช่นนี้ คือ  การใช้วงจรรวม วงจรแยกชิ้นหรือวงจรดีสครีต  ประกอบไปด้วยตัวต้านทาน  ตัวเก็บประจุ  ไดโอด  ทรานซิสเตอร์  และชิ้นส่วนอื่น ๆ  นำมาต่อกันเป็นวงจรเพื่อทำหน้าที่ที่ต้องการ  ชิ้นส่วนดีสครีต หรือชิ้นส่วนแบบแยกเหล่านี้จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อกันระหว่างชิ้นส่วน โดยทั่วไปจะใช้แผ่นวงจร ซึ่งวิธีนี้ทำให้ราคาของวงจรสูง  เนื่องจากไม่ว่าจะเป็นแผ่นวงจร  การประกอบวงจร  การบัดกรี  และการทดสอบ ล้วนแต่เป็นส่วนหนึ่งของราคาของวงจรทั้งสิ้น วงจรรวมก็จำเป็นต้องใช้แผ่นวงจร การประกอบ การบัดกรี และการทดสอบ แต่หากมีการใช้ไอซี ก็จะเป็นการลดชิ้นส่วนดีสครีตลงได้เป็นจำนวนมาก นั่นหมายความว่า แผ่นวงจรเล็กลง ใช้กำลังไฟลดลง และสูญเสียค่าใช้จ่ายในการผลิตน้อยลง บางครั้งยังเป็นไปได้ที่จะลดขนาดของอุปกรณ์ทั้งหมดลง ด้วยการใช้วงจรรวม ซึ่งสามารถลดค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับโครงและกล่องวงจรลงได้ วงจรรวมอาจนำไปสู่การลดขั้นตอนการปรับแต่งต่าง ๆ ของวงจรในโรงงานผลิต ปกติการปรับแต่งวงจรมีราคาแพง หากลดขั้นตอนนี้ลงได้ ก็เท่ากับทำให้ค่าใช้จ่ายต่ำลง นอกจากนั้น อุปกรณ์ที่แปรค่าได้ มีราคาแพงกว่าอุปกรณ์ที่มีค่าแน่นอนตายตัว ดังนั้นหากสามารถกำจัดอุปกรณ์เหล่านี้ได้ จะทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้อีก

 

ทรานซิสเตอร์ (Transistor) คืออะไร


ทรานซิสเตอร์อาจเรียกชื่ออีกอย่างว่า BJT (Bipolar Junction Transistors)

 

1. ประวัติความเป็นมาของทรานซิสเตอร์

 

ในช่วงเวลาก่อนปี พ.ศ. 2490 ประมาณ 40 ปี หลอดสุญญากาศเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีการพัฒนาและนำมาใช้งานมากที่สุด การใช้งานหลอดสุญญากาศมีปัญหาในการใช้งานมากเช่น กำลังไฟฟ้าสูญเสียมาก มีขนาดใหญ่ ชำรุดง่าย กรรมวิธีผลิตยุ่งยาก เป็นต้น เมื่อความต้องการใช้งานมากขึ้นหลอดสุญญากาศยิ่งมีปัญหามากขึ้น จึงได้มีผู้คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์มาใช้งานแทนหลอดสุญญากาศ

ในปลายปี พ.ศ. 2490 บริษัทเบลล์เทเลโฟนจำกัด (Bell Telephone CO.,LTD.) โดย จอห์น บาร์ดีน (John Bardeen) วิลเลียม แบรดฟอร์ ช็อคเลย์ (William Bradford Shockly) และวอลเตอร์ ฮอร์ส แบรทเทน (Walter House Bratain) ได้ทดลองวงจรขยายด้วยทรานซิสเตอร์ตัวแรกที่ห้องทดลองของบริษัทเบลล์เทเลโฟนเป็นสำเร็จ ทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำเมื่อเปรียบเทียบกับหลอดสุญญากาศก็คือ มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ไม่ต้องมีตัวให้ความร้อน มีโครงสร้างแข็งแรงทนทาน กำลังไฟฟ้าสูญเสียน้อย ประสิทธิภาพสูง สามารถทำงานได้ทันทีเมื่อจ่ายไฟให้

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดัคเตอร์ชนิดไบโพล่าร์ ซึ่งความหมายของไบโพล่าร์คือ อุปกรณ์หลายขั้วต่อ ทรานซิสเตอร์ได้จากการนำเอาสารกึ่งตัวนำชนิดพีและชนิดเอ็นมาต่อเรียงกัน

 

2. ชนิดของทรานซิสเตอร์

 

การแบ่งชนิดของทรานซิสเตอร์สามารถแบ่งออกได้หลายวิธีแล้วแต่ผู้ผลิตว่าการแบ่งชนิดของทรานซิสเตอร์จะยึดถือรูปลักษณ์แบบไหน ถ้าแบ่งในรูปของการใช้งานก็จะแบ่งออกเป็น ทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่สวิทชิ่ง ทรานซิสเตอร์กำลัง ทรานซิสเตอร์ความถี่สูง ฯลฯ การแบ่งอีกวิธีหนึ่งซึ่งนิยมใช้กันมากในยุคแรกๆ คือ การแบ่งโดยใช้สารที่นำมาสร้างเป็นเกณฑ์ซึ่งสามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภทคือ

2.1 เยอรมันเนียมทรานซิสเตอร์ (Germanium transistor) เป็นทรานซิสเตอร์ยุคแรกๆ และเป็นชนิดที่มีกระแสรั่วไหลมากจึงไม่ค่อยมีผู้นิยมใช้

2.2 ซิลิกอนทรานซิสเตอร์ (Silicon Transistor) เป็นทรานซิสเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง มีกระแสรั่วไหลน้อย (Leakage Current) เป็นทรานซิสเตอร์ที่ใช้กันมากในยุคปัจจุบัน

 

 

 

  1. โครงสร้างและสัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์

 

เนื่องจากทรานซิสเตอร์ถูกสร้างขึ้นมาจากสารกึ่งตัวนำชนิดพี (P) และเอ็น (N) ซึ่งนำมาต่อกัน 3 ชิ้น ทำให้เกิดรอยต่อขึ้นระหว่างเนื้อสาร 2 รอยต่อ หรือเรียกว่าจังชั่น (Junction) โดยที่สารที่อยู่ตรงกลางจะเป็นคนละชนิดกับสารที่อยู่หัวและท้าย มีขาต่อออกมาสำหรับนำไปใช้งาน 3 ขา ดังนั้นทรานซิสเตอร์จึงแบ่งออกเป็น 2 ชนิดตามโครงสร้างของสารที่นำมาใช้คือ

1. ทรานซิสเตอร์ชนิด พี เอ็น พี (PNP)

2. ทรานซิสเตอร์ชนิด เอ็นพีเอ็น (NPN)

 

1. ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN

 

เป็นทรานซิสเตอร์ที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำชนิด N ชนิด P และชนิด N มาต่อเรียงกันตามลำดับ แล้วต่อสายออกมา 3 สาย เพื่อเป็นขาต่อกับวงจรสารกึ่งตัวนำชนิด P ซึ่งอยู่ตรงกลางจะเป็นจุดร่วม สารกึ่งตัวนำชนิด N จะทำหน้าที่จ่ายอิเล็กตรอนซึ่งจะไหลเป็นกระแสในวงจรส่วนนี้เราเรียกว่า อิมิตเตอร์ อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านสารกึ่งตัวนำชนิด P ซึ่งเราเรียกว่าเบสส่วนเบสนี้จะเป็นตัวคอยควบคุมอิเล็กตรอนให้ไหลไปยังสารกึ่งตัวนำชนิด N ถัดไปได้มากหรือน้อยอิเล็กตรอนส่วนที่ผ่านเบสมาก็จะเคลื่อนที่มายังสารกึ่งตัวนำชนิด N ซึ่งเราเรียกว่า คอลเลคเตอร์ และกลายเป็นกระแสไหลในวงจรภายนอกต่อไป

 

2. ทรานซิสเตอร์ชนิด PNP

 

คือทรานซิสเตอร์ที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำชนิดพี ชนิดเอ็น และชนิดพี มาเรียงกันตามลำดับแล้วต่อสายจากแต่ละชิ้นส่วนออกมาเป็น 3 สายเพื่อต่อกับวงจรสารกึ่งตัวนำเอ็นจะเป็นจุดร่วม

 

4. ขาของทรานซิสเตอร์

 

1. ขาคอลเลคเตอร์ (Collector) เรียกย่อๆ ว่าขา C เป็นขาที่มีโครงสร้างในการโด๊ปสารใหญ่

ที่สุด

2. ขาอิมิตเตอร์ (Emitter) เรียกย่อๆ ว่าขา E เป็นขาที่มีโครงสร้างใหญ่รองลงมาและจะอยู่

คนละด้านกับขาคอลเลคเตอร์

3. ขาเบส (Base) เรียกย่อๆ ว่าขา B เป็นส่วนที่อยู่ตรงกลางระหว่าง C และ E มีพื้นที่ของโครงสร้างแคบที่สุดเมื่อเทียบกับอีก 2 ส่วน เมื่อจำแนกลักษณะการต่อตัวทรานซิสเตอร์จึงคล้ายกับการนำเอาไดโอด 2 ตัวมาต่อกัน

 

 

 

 

 

5. การทำงานของทรานซิสเตอร์ 

 

จากการศึกษาเกี่ยวกับการไหลของกระแสภายในวงจรสารกึ่งตัวนำ การที่เราจะทำให้เกิดการไหลของกระแสหรือให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้นั้น จำเป็นจะต้องให้ไบอัสและกระแสที่ปรากฎทางด้านเอาท์พุทเราต้องสามารถควบคุมค่าของกระแสได้ด้วยจึงจะทำให้ทรานซิสเตอร์ขยายสัญญาณได้ตามความต้องการ

การอธิบายการทำงานของทรานซิสเตอร์จำเป็นจะต้องเข้าใจการไหลในรูปของโฮลและอิเล็กตรอน รวมถึงการไบอัสด้วยซึ่งการไบอัสเป็นวิธีการที่จะทำให้ทรานซิสเตอร์พร้อมที่จะทำงานนั่นเอง ในกรณีของทรานซิสเตอร์มี 3 ขา การป้องกันแรงเคลื่อนที่เหมาะสมหรือไบอัสที่ถูกต้องจะทำให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้

เมื่อพิจารณาโครงสร้างของทรานซิสเตอร์แล้วจะสามารถจัดรูปแบบการขยายสัญญาณโดยต้องมีอินพุทและเอาท์พุท เมื่อให้ขาหนึ่งเป็นอินพุทขาหนึ่งเป็นเอาท์พุท ขาที่เหลือก็จะต้องเป็นจุดร่วม (Common) อินพุทกับเอาท์พุท จากหลักการดังกล่าวเรากำหนดให้ระหว่าง B กับ E เป็นอินพุท (Input) และระหว่าง B กับ C เป็นเอาท์พุท (Out put) ดังนั้นจะสามารถจัดรูปแบบการขยายได้ 3 แบบหรือ 3 คอมมอน

เนื่องจากวัตถุประสงค์ของทรานซิสเตอร์สร้างมาจากหลักการที่ต้องการให้กระแสทางด้านอินพุทไปควบคุมกระแสเอาท์พุท ดังนั้นจะต้องไบอัสทางด้านเอาท์พุทเป็นไบอัสแบบย้อนกลับ (Reverse Bias) ถ้าให้ไบอัสตรงจะทำให้ทางด้านเอาท์พุทเป็นอิสระไม่ครบวงจรเอาท์พุท ทางด้านอินพุทจะให้ไบอัสตรง (Forward Bias) และแรงเคลื่อนที่มาไบอัสนี้ไม่จำเป็นจะต้องเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่มีค่าสูงแต่อย่างไร เพราะถ้าให้กระแสอินพุทสูงเกินไปจะทำให้กระแสเอาท์พุทเกิดการอิ่มตัว

Diode คืออะไร


 

ไดโอด เป็นอุปกรณ์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ p-n สามารถควบคุมให้กระแสไฟฟ้าจากภายนอกไหลผ่านตัวมันได้ทิศทางเดียว ไดโอดประกอบด้วยขั้ว 2 ขั้ว คือ แอโนด (Anode ; A) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด p และ แคโธด (Cathode ; K) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด n

ไดโอดในทางอุดมคติ (Ideal Diode) 

 

ไดโอดในอุดมคติมีลักษณะเหมือนสวิทช์ที่สามารถนำกระแสไหลผ่านได้ในทิศทางเดียว

ถ้าต่อขั้วแบตเตอรีให้เป็นแบบไบอัสตรงไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนกับสวิทช์ที่ปิด (Close Switch) หรือไดโอดลัดวงจร (Short Circuit) Id ไหลผ่านไดโอดได้ แต่ถ้าต่อขั้วแบตเตอรีแบบไบอัสกลับ ไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนสวิทช์เปิด (Open Switch) หรือเปิดวงจร (Open Circuit) ทำให้ Id เท่ากับศูนย์

ไดโอดในทางปฏิบัติ (Practical Diode) 
ไดโอดในทางปฏิบัติมีการแพร่กระจายของพาหะส่วนน้อยที่บริเวณรอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง ดังนั้น ถ้าต่อไบอัสตรงให้กับไดโอดในทางปฏิบัติก็จะเกิด แรงดันเสมือน (Ge >= 0.3V ; Si >= 0.7V ) ซึ่งต้านแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเพื่อการไบอัสตรงขนาดของแรงดันเสมือนจึงเป็นตัวบอกจุดทำงาน ดังนั้น จึงเรียก แรงดันเสมือน อีกอย่างหนึ่งว่า แรงดันในการเปิด (Turn-on Voltage ; Vt ) กรณีไบอัสกลับ เราทราบว่า Depletion Region จะขยายกว้างขึ้น แต่ก็ยังมีพาหะข้างน้อยแพร่กระจายที่รอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง แต่ก็ยังมีกระแสรั่วไหลอยู่จำนวนหนึ่ง เรียกว่า กระแสรั่วไหล (Leakage Current) เมื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขึ้นเรื่อยๆ กระแสรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นจนถึงจุดทีไดโอดนำกระแสเพิ่มขึ้นมาก ระดับกระแสที่จุดนี้ เรียกว่า กระแสอิ่มตัวย้อนกลับ (Reverse Saturation Current ; Is ) แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้ เรียกว่า แรงดันพังทลาย (Breakdown Voltage) และถ้าแรงดันไบกลับสูงขึ้นจนถึงจุดสูงสุดที่ไดโอดทนได้ เราเรียกว่า แรงดันพังทลายซีเนอร์ (Zener Breakdown Voltage ; Vz) ถ้าแรงดันไบอัสกลับสูงกว่า Vz จะเกิดความร้อนอย่างมากที่รอยต่อของไดโอด ส่งผลให้ไดโอดเสียหายหรือพังได้ แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้เราเรียกว่า แรงดันพังทลายอวาแลนซ์ (Avalance Breakdown Voltage) ดังนั้น การนำไดโอดไปใช้งานจึงใช้กับการไบอัสตรงเท่านั้น

ผลกระทบของอุณหภูมิ (Temperature Effects) 
จากการทดลองพบว่า Is ของ Si จะมีค่าเพิ่มขึ้นเกือบ 2 เท่า ทุกๆ ครั้งที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียส ขณะที่ Ge ม ีค่า Is เป็น 1 หรือ 2 micro-amp ที่ 25 องศาเซลเซียส แต่ที่ 100 องศาเซลเซียสจะมีค่า Is เพิ่มขึ้นเป็น 100 micro-amp ระดับกระแสไฟฟ้าขนาดนี้จะเป็นปัญหาต่อการเปิดวงจรเรื่องจากได้รับการไบอัสกลับ เพราะแทนที่ Id จะมีค่าใกล้เคียงศูนย์ แต่กลับนำกระแสได้จำนวนหนึ่งตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

 

ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode) 
ซีเนอร์ไดโอดเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่นำกระแสได้เมื่อได้รับไบอัสกลับ และระดับแรงดันไบอัสกลับที่นำซีเนอร์ไดโอดไปใช้งานได้เรียกว่า ระดับแรงดันพังทลายซีเนอร์ (Zener Breakdown Voltage ; Vz) ทำให้ทราบว่าการใช้งานซีเนอร์ไดโอดเราจะต่อแบบไบอัสกลับ กราฟแสดงคุณลักษณะของซีเนอร์ไดโอด จะเห็นได้ว่าขณะไบอัสซีเนอร์ไดโอด แรงดันไบอัสกลับ (Vr) จะมีค่าน้อยกว่า Vz เล็กน้อย ไดโอดประเภทนี้เหมาะที่จะนำไปใช้ควบคุมแรงดันที่โหลดหรือวงจรที่ต้องการแรงดันคงที่ เช่น ประกอบอยู่ในแหล่งจ่ายไฟเลี้ยง หรือโวลเทจเรกูเลเตอร์

ไดโอดวาแรกเตอร์หรือวาริแคป (Varactor or Varicap Diode)

ไดโอดวาแรกเตอร์หรือวาริแคปเป็นไดโอดที่มีลักษณะพิเศษ คือ สามารถปรับค่าคาปาซิแตนซ์เชื่อมต่อ (Ct) ได้โดยการปรับค่าแรงดันไบอัสกลับ ไดโอดประเภทนี้มีโครงสร้างเหมือนกับไดโอดทั่วไปและมีลักษณะ ดังรูป ขณะแรงดันไบอัสกลับ (Reverse Bias Voltage ; Vr) มีค่าต่ำ Depletion Region จะแคบลงทำให้ Ct ครงรอบต่อมีค่าสูง แต่ในทางตรงข้ามถ้าเราปรับ Vr ให้สูงขึ้น Depletion Region จะขยายกว้างขึ้น ทำให้ Ct มีค่าต่ำ จากลักษณะดังกล่าว เราจึงนำวาริแคปไปใช้ในวงจรปรับความถี่ เช่น วงจรจูนความถี่อัตโนมัติ (Automatic Fine Tunning ; AFC) และวงจรกรองความถี่ซึ่งปรับช่วงความถี่ได้ตามต้องการ (Variable Bandpass Filter) เป็นต้น

แอลอีดี (Light Emitting Diode ; LED)

LED เป็นไดโอดที่ใช้สารประเภทแกลเลี่ยมอาร์เซ็นไนต์ฟอสไฟต์ (Gallium Arsenide Phosphide ; GaAsP) หรือสารแกลเลี่ยมฟอสไฟต์ (Gallium Phosphide ; GaP) มาทำเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด p และ n แทนสาร Si และ Ge มีสัญลักษณ์ สารเหล่านี้มีคุณลักษณะพิเศษ คือ สามารถเรืองแสงได้เมื่อได้รับไบอัสตรง การเกิดแสงที่ตัว LED นี้เราเรียกว่า อิเล็กโทรลูมินิเซนต์ (Electroluminescence) ปัจจุบันนิยมใช้ LED แสดงผลในเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ เช่น เครื่องคิดเลข,นาฬิกา เป็นต้น

โฟโตไดโอด (Photo Diode) 
โฟโตไดโอด เป็นไดโอดที่อาศัยแสงจากภายนอกผ่านเลนซ์ ซึ่งฝังตัวอยู่ระหว่างรอยต่อ p-n เพื่อกระตุ้นให้ไดโอดทำงาน การต่อโฟโตไดโอดเพื่อใช้งานจะเป็นแบบไบอัสกลับ ทั้งนี้เพราะไม่ต้องการให้โฟโตไดโอดทำงานในทันทีทันใด แต่ต้องการให้ไดโอดทำงานเฉพาะเมื่อมีปริมาณแสงสว่างมากพอตามที่กำหนดเสียก่อน กล่าวคือ เมื่อเลนซ์ของโฟโตไดโอดได้รับแสงสว่างจะเกิดกระแสรั่วไหล ปริมาณกระแสรั่วไหลนี้เพิ่มขึ้นตามความเข้มของแสง มีสัญลักษณ์ ดังรูป

 

 

ไดโอดกำลัง (Power Diode) 

ไดโอดกำลัง เป็นไดโอดที่ออกแบบให้บริเวณรอยต่อมีช่วงกว้างมากกว่าไดโอดทั่วไป เพื่อนำไปใช้กับงานที่มีกำลังไฟฟ้าสูง กระแสสูงและทนต่ออุณหภูมิสุงได้ เช่น ประกอบเป็นวงจรเรียงกระแส ในอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เป็นต้น

 

ตัวอย่างผลงานที่น่าสนใจ

v=aIjgWT8x84g&list=FLTzLClOyr1qvIakhERAgafA&index=17&feature=plpp_video

มีบางคนสงสัย ว่าเอฟเฟคที่ผมทำ มาเล่นเป็นเพลง Pop จะเป็นยังไง วันนี้ผมลองอัดมาให้ฟังครับ ^^

เพลงนี้ ใช้วิธีอัดวน Loop ไปเรื่อยๆนะครับ ลองฟังดูครับ ^^

มาถึงตัวศิลปะนิพนธ์ที่ผมทำครับ

Sound Art

 ชื่อผลงาน 

Stompbox effect handmade ( เอฟเฟคกีต้าร์ )

Concept

One pedal can be everything. (เอฟเฟคกีต้าร์เพียงก้อนเดียว สามารถสร้างสรรค์  เป็นบทเพลงได้มากมายไม่มีที่สิ้นสุด)

อธิบายงาน 

เอฟเฟคกีต้าร์ เป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับมือกีต้าร์ เป็นอุปกรณ์์ที่ใช้ปรุงแต่งหรือดัดแปลงเสียง เพื่อสร้างสีสัน โทนเสียง มิติ ให้อารมณ์ความรู้สึกที่แตกต่างออกไปจากเสียงกีต้าร์เดิมๆ  โดยผลงาน ชิ้นนี้ จะเป็นการทดลองสร้างสรรค์ผลงานดนตรีจาก Effect Guitar ที่ข้าพเจ้าสร้างขึ้นเอง โดยที่แต่ละ บทเพลง จะมีพระเอกเป็น Effect เพียงก้อนเดียว เสียงเดียว ที่จะถูกนำมาประพันธ์เป็นงานดนตรีที่ แตกต่างกันไป

Background & Inspiration

เกิดจากความที่ตัวข้าพเจ้ามีความชื่นชอบ หลงไหลในเสียงเอฟเฟค ชอบที่จะฟัง ชอบที่จะทด ลอง ลองเสียงเอฟเฟคประเภทต่างๆ เรียกได้ว่า บ้าเอฟเฟคเลยที่เดียว เพราะไม่ว่าเอฟเฟคอะไรที่ เค้าว่าดี หรือไม่ดี หรือเอฟเฟคอะไรที่มาใหม่ มาแรง หรือเอฟเฟคอะไรที่ไม่ว่าจะถูกหรือแพง ข้าพจะ มีความสุขมากกับการได้ลองเล่นมัน จนกลายเป็นสิ่งเสพติด ที่อยู่กับมันมาถึงทุกวันนี้  เมื่อเกิดความชอบ หลงไหลในตัวเอฟเฟค ทำให้ข้าพเจ้าเริ่มสนใจการ Modify ปรุงแต่ง ปรับเปลี่ยน ดัดแปลงวงจรเอฟเฟค ซึ่งเอฟเฟคประเภทที่ข้าพเจ้าสนใจมากที่สุดคือ ประเภท Stompbox หรือที่มือกีต้าร์เรียกกันว่า เอฟเฟคก้อน สาเหตุที่ข้าพเจ้าสนใจเอฟเฟคประเภทนี้มากที่สุด เพราะเอฟเฟคประเภทนี้โดยส่วนใหญ่ เป็นการทำงานด้วยระบบอนาลอก โดยส่วนตัวข้าพเจ้า ประทับใจเอฟเฟคที่ทำงานด้วยระบบอนาลอกมากกว่าประเภทดิจิตอล เพราะให้เสียงที่ฟังดูธรรมชาติ แข็งแรง ดูมีไดนามิกที่ดีกว่า ส่วนระบบดิจิตอล คือการจำลองเสียงจากอนาลอก ทำให้เสียงที่ได้ ค่อนข้างจะกินเนื้อเสียงกีต้าร์ ทำให้เสียงกีต้าร์ถูกบิดเพี้ยนไปจากเดิม เพราะเสียงกีต้าร์จะต้องผ่านวงจรที่ค่อนข้างซับซ้อนของระบบดิจิตอล ทำให้สัญญาณกีต้าร์ถูกลดทอน บิดเพ้ียนทำให้เกิดอาการ Drop ถึงแม้เราจะ Bypass สัญญาณแล้วก็ตาม ซึ่งปัจจุบัน ยังไม่มีเอฟเฟคดิจิตอลตัวไหนที่ให้เสียงได้อย่างอนาลอก 100% ทั้งหมดนี้เป็นส่วนสำคัญ ที่ส่งผลให้ข้าพเจ้าอยากที่จะทดลองสร้างมันขึ้นมา ประจวบเหมาะกับช่วงการทำโปรเจคจบการศึกษาของข้าพเจ้า ทำให้ข้าพเจ้าไม่รีรอที่จะเลือกทำสิ่งนี้

Product

ออกแบบ Effect Guitar ประเภท Stompbox และประพันธ์ดนตรีจาก Effect ภายใต้แนวคิด “ One pedal can be everything.

(เอฟเฟคกีต้าร์เพียงก้อนเดียว สามารถสร้างสรรค์  เป็นบทเพลง ได้มากมายไม่มีที่สิ้นสุด)

เสียงที่ออกแบบ

คือการรวมวงจรเสียง Echo Modulator/Chorus/Tremolo/Boost

Feature

เป็นอนาลอกเอฟเฟคที่ประกอบไปด้วย Echo Modulator/ Chorus/ Tremolo/ Boost ที่ทำงาน บนแผ่นปริ้นเพียงแผ่นเดียว  ที่ประกอบไปด้วยปุ่มต่างๆ ดังนี้

  • มีปุ่ม Footswitch 3PDT 9 ขา 2 ปุ่ม ที่ควบคุมการทำงานของเอฟเฟค
  • Gain
  • LFO Smooth
  • LFO Space
  • LFO Speed (Rate)
  • Delay Level
  • FeedBack
  • Depth
  • Time
  • Modulation/Chorus Switch
  • Tremolo Switch
  • ไฟ LED แสดงการทำงาน 2 ดวง
  •  ไฟ LED แสดงสถานะ Rate 1 ดวง
  • Input Output แบบ Mono
  • โดยการทำงานทั้งหมดใช้ไฟ 9 V

ขั้นตอนการทำงาน

  • ศึกษาประวัติศาสตร์ความเป็นมาของเอฟเฟค
  • ศึกษาเทคโนโลยีของเอฟเฟคตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน
  • ดูตัวอย่างผลงานศิลปินที่มีชื่อเสียงด้านเอฟเฟค
  • ศึกษาเรียนรู้วงจรอิเล็กทรอนิค
  • ศึกษาการทำงานของเอฟเฟค ส่วนประกอบต่างๆ
  • ศึกษาการทำวงจรอิเล็กทรอนิค
  • ลองฝึกทำวงจรที่ไม่ค่อยซับซ้อน
  • เลือกวงจร โดยอาศัยคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ
  • ทำแผ่นปริ้น
  • หากล่อง หาอะไหล่
  • เอาอะไหล่ลงแผ่นปร้ิน
  • ลองเสียง แก้ไขปัญหา

* ปัญหาแรกที่เจอคือเสียงไม่ออก

  • ปัญหาที่เจอหลังเสียงออก คือ เสียงไม่เป็นอย่างที่ต้องการ แก้ไขปัญหาโดยการเช็ควงจรทุกจุด

ว่าใส่อะไหล่ผิดค่าหรือไม่ (R,C,IC,Diodes,Transistors&IC,Pot) * ปัญหาที่พบคือมีตำแหน่งนึง ใส่ Cap. ผิดค่า เมื่อเปลี่ยนใส่ค่าที่ถูกต้อง ก้สามารถได้เสียง ที่ต้องการ

  • เจาะกล่อง
  • เอาวงจรลงกล่อง ลงกราวน์
  • ลองเสียง
  • เอาไปให้ผู้เชี่ยวชาญทดสอบ เพื่อขอคำแนะนำและแก้ไข
  • คำแนะนำคือ วงจรที่นำลงกล่องไป ค่อนข้างแน่นกล่อง

– ได้แก้ไขโดยการ ขยายรู Pot เพื่อให้มีพื้นที่ในการขยับขยายของแต่ละปุ่มมากขึ้น

  • ทำกล่องไม้ ใช้สำหรับตกแต่งภายนอก
  • ลง Knop สำหรับปุ่มต่างๆ
  • นำไปให้อาจารย์ที่ปรึกษาดู
  • ประพันธ์เพลงจากเอฟเฟค โดยมีคอนเซป หนึ่งเพลง หนึ่งเสียง
  • นำเพลงที่ประพันธ์ไปให้อาจารย์ที่ปรึกษาฟัง ทั้งหมด 3 เพลง
  • จัดแสดง โดยการ Performance กับตัวงาน Composition

Diagram

เริ่มด้วยผมไปให้ร้านเขียนจาก schematic ให้เป็นแผ่นปริ้นครับ

ตัวแผ่นปริ้นที่กัดเสร็จแล้วครับ

part cap., R, IC, diode,อื่นๆ

นำลงแผ่นปริ้นครับ และเดินสายกราวน์ครับ

นำลงกล่องครับ

หน้าตามันครับ

ผมได้ตกแต่งด้วยการทำกรอบไม้ครับ

หลังจากตัวเอฟเฟคเสร็จแล้ว ผมได้ทดลอง Composition เพลงหลายๆ และได้ให้อาจารย์ที่ปรึกษาฟัง อาจารย์จึงได้ช่วยเลือกเพลงที่จะนำเสนอดังนี้

เรามาดูกันต่อในส่วนของ

Product Exhibit Plan

เป็นงานที่มีการ Show perform และการ  Composition  โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภทดังนี้

1. Show perform จะเป็นการเล่นเอฟเฟค กับ Backingtrack เป็นเวลาไม่เกิน 5 นาที

2. Composition จะมีทั้งหมด 3 เพลง โดยแต่ละเพลงจะแบ่งตรีมอย่างชัดเจน ดังนี้

(โดยผมได้นำ Graphic score กับ tracksheet มาให้ลองชมกันครับ)

2.1 Delay 

2.2 Distrotion

2.3 Ring mod

การแก้ไขปัญหาวงจรเอฟเฟคเบื้องต้น

สำหรับท่านที่ประกอบวงจรเอฟเฟคแล้วมีปัญหาวงจรไม่ทำงานหรือทำงานไม่ปกติ
ผมขอแนะนำแนวทางการตรวจสอบวงจรเอฟเฟคเบื้องต้น ดังนี้

1. ตรวจสอบการต่อไฟให้ถูกขั้ว สำคัญมากเพราะถ้าผิดขั้วอุปกรณ์จะเสียหาย

2. ตรวจสอบการใส่อุปกรณ์ว่าใส่ค่าถูกต้อง พวก IC, FET ,TR, Diode ,C ที่มีขั้ว ต้องใส่ให้ถูกขั้วด้วย

3. ตรวจสอบการต่อสายอินพุท เอ้าท์พุท สวิทช์บายพาส รวมทั้งสายต่างๆ
เบื้องต้นแนะนำให้ต่อสายอินพุท/เอ้าท์พุทตรง โดยไม่ผ่านสวิทช์บายพาสก่อน เมื่อวงจรทำงานปกติแล้วจึงต่อสวิทช์ภายหลังเพื่อตัดปัญหาการต่อสายผิดพลาด

4. ตรวจสอบลายปริ้นทร์มีลัดวงจรหรือลายขาด (บางครั้งกัดปริ้นทร์ไม่ดีมีโอกาสเกิดได้) และจุดบัดกรี
ต่างๆติดแน่นดี ไม่มีตะกั่วลัดวงจรกับลายปริ้นทร์ที่อยู่ติดกัน  อย่าลืมต่อสายจั๊มเปอร์บนแผ่นปริ้นทร์ด้วย

5. วัดไฟที่จ่ายให้วงจรและอุปกรณ์ ว่ามีปกติหรือเปล่า (อุปกรณ์หลักได้แก่ IC,TR/FET)

6. แนะนำให้ทำเครื่องมือตรวจสอบวงจรเอฟเฟคจะหาจุดเสียได้ง่ายขื้นครับ

new_pedal