ข้ามไปเนื้อหา

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ตัวอย่างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ (อังกฤษ: Electronic Component) คืออุปกรณ์หรือชิ้นส่วนใด ๆ ที่มีการทำงานที่ต้องเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนหรือสนามแม่เหล็กไฟฟ้า อุปกรณ์เหล่านี้อาจเป็นอุปกรณ์เดี่ยวที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง (Discrete component) เช่นตัวต้านทานอันเดียวทั้งนี้อาจหมายถึงชิ้นส่วนที่ทำจากสารกึ่งตัวนำเพียงอย่างเดียว[1][2][3] อุปกรณ์เหล่านี้ต้องนำไปต่อรวมกันถึงจะใช้งานได้ อีกรูปแบบหนึ่งคือเป็นชิ้นส่วนในระบบอิเล็กทรอนิกส์เช่นทรานซิสเตอร์หลายล้านตัวที่รวมกันเบ็ดเสร็จในแผงวงจรรวมหรือหน่วยประมวลผลกลาง อุปกรณ์ประเภทนี้สามารถสร้างขึ้นมาได้หลายวิธีเช่น รวมอุปกรณ์เดี่ยวหลายตัวเป็นวงจรรวมไฮบริด [en] การประกอบแผง PCB หรือการสร้างทิคฟิล์ม [en] การสร้างแบบด้วยแสง [en] การปลูกฟิล์มบาง [en]เป็นต้น อุปกรณ์ทั้งสองรูปแบบคือทั้งแบบเดี่ยวและแบบวงจรรวมมักมาพร้อมกับดาตาชีท (Datasheet) เพื่อระบุรายละเอียดต่าง ๆ เช่นวิธีการใช้งาน ขีดความสามารถของตัวมัน อุปกรณ์เหล่านี้จะมีลักษณะสำคัญคือมีขั้วต่อหรือที่เรียกว่าขาซึ่งใช้ในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นเพื่อประกอบเป็นวงจรไฟฟ้าและนำไปใช้งานด้านต่าง ๆ เช่น เครื่องขยายหรือแอมป์ เครื่องรับวิทยุ และออสซิลเลเตอร์

การจำแนกประเภท

[แก้]

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สามารถจำแนกได้ 3 ประเภท แอกทิฟ (Active component) แพสซิฟ (Passive component) และกลไกไฟฟ้าหรืออิเล็กโทรเมคคานิคอล (Electromechanical) การแบ่งแบบฟิสิกส์แอกทิฟคืออุปกรณ์ที่จ่ายไฟฟ้าให้ตัวเองได้ แพสซิฟคืออุปกรณ์ที่ไม่จ่ายไฟให้ตัวเอง สำหรับวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และการวิเคราะห์วงจรแบ่งโดยใช้สัญญาณไฟฟ้าที่ได้จากชิ้นส่วนนั้นโดย

  • แอกทิฟ ใช้พลังงานไฟฟ้า (Energy) เพื่อทำงานและเพิ่มลดกำลังไฟฟ้า (Power) ในระบบได้
  • แพสซิฟ ทำงานโดยไม่คำนึงถึงพลังงานไฟฟ้า (ยังมีประจุและความต่างศักย์อยู่) หากมีกระแสผ่านจะเพิ่มลดกำลังไฟฟ้าไม่ได้
  • กลไกไฟฟ้า ใช้กลไกเพื่อทำงานเกี่ยวกับไฟฟ้าหรือกลับกันใช้ไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนกลไก

อุปกรณ์แอกทิฟ

[แก้]

อุปกรณ์จากสารกึ่งตัวนำ

[แก้]

ไดโอด

[แก้]

ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ในทิศทางเดียว

ทรานซิสเตอร์

[แก้]

ทรานซิสเตอร์ถือว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์ของศตวรรษที่ยี่สิบที่ทำให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์เปลี่ยนไปตลอดกาล ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ใช้ในการขยายสัญญาณและเปิดปิดสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์และพลังงานไฟฟ้า

  • ทรานซิสเตอร์
  • ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า (Field-effect Transistor,FET) unipolar ใช้ขั้วเดียว N หรือ P ทำงานเนื่องจากผลของสนามไฟฟ้า
    • JFET (Junction Field-Effect Transistor) – N-CHANNEL or P-CHANNEL
    • MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
    • MESFET (MEtal Semiconductor FET)
    • HEMT (High electron mobility transistor)
  • ทายริสเตอร์ ชื่อทั่วไปของ SCR
    • ตัวเรียงกระแสควบคุมชนิดซิลิคอน Silicon-controlled Rectifier (SCR, ชื่อทางการค้า) - ผ่านกระแสเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าที่ประตูเพียงพอ
    • TRIAC (triode สำหรับกระแสสลับ) - ทายริสเตอร์สองทิศทาง
    • Unijunction transistor (UJT)
    • Programmable Unijunction transistor (PUT)
    • SIT (Static induction transistor)
    • SITh (Static induction thyristor
  • Composite transistors
    • IGBT (Insulated-gate bipolar transistor)

วงจรรวม

[แก้]

อุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้

[แก้]

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชิงแสง

[แก้]
  • ออปโตอิเล็กทรอนิกส์
  • Opto-Isolator, Opto-Coupler, Photo-Coupler - Photodiode, BJT, JFET, SCR, TRIAC *Zero-crossing TRIAC, Open collector IC, CMOS IC, solid state relay (SSR)
  • Opto switch, Opto interupter, Optical switch, Optical Interupter, Photo switch, photo Interupter
  • จอ LED - จอแสดงผลเจ็ดเซกเมนท์ จอแสดงผลสิบหกเซกเมนท์ จอแสดงผลดอทเมทริกซ์

ใช้สร้างภาพหรือแสง

[แก้]

ที่ยังมีใช้อยู่

[แก้]

ที่เลิกใช้แล้ว

[แก้]
  • นัมมิตรอน (Numitron)
  • หลอดนิกซ์ซี (Nixie tube)
  • เดคาตรอน (Dekatron)
  • หลอดตาแมว (Magic eye tube)

หลอดสูญญากาศ

[แก้]

บนพื้นฐานของการนำกระแสผ่านสูญญากาศ (ดูหลอดสูญญากาศ)

  • ไดโอดหรือหลอดเรียงกระแส

หลอดขยาย

  • Triode
  • Tetrode
  • Pentode
  • Hexode
  • Pentagrid
  • Octode
  • Microwave tubes
    • Klystron
    • Magnetron
    • Traveling-wave tube

ตัวตรวจจับแสงหรือปล่อยแสง

  • Phototube or Photodiode – เทียบเท่ากับโฟโต้ไดโอดสารกึ่งตัวนำ
  • Photomultiplier tube – Phototube ที่มี gain ภายใน
  • Cathode ray tube (CRT) หรือจอภาพโทรทัศน์
  • Vacuum fluorescent display (VFD) – จอแสดงผลสมัยใหม่ขนาดเล็กไม่ใช้การสแกน
  • Magic eye tube – จอ CRT ขนาดเล็กนำมาใช้เป็นเครื่องวัดการหาสถานีวิทยุ (ล้าสมัย)
  • X-ray tube – ผลิต x-rays

ตัวคายประจุ

[แก้]
  • หลอดระบายแก๊ส

เลิกใช้

  • rectifier ปรอทอาร์ค
  • หลอดควบคุมแรงดันไฟฟ้า
  • หลอดนิกซี่
  • Thyratron
  • Ignitron

แหล่งพลังงาน

[แก้]

แหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้า:

อุปกรณ์แพสซิฟ

[แก้]

ตัวต้านทาน

[แก้]

ตัวเก็บประจุ

[แก้]
ตัวเก็บประจุที่แตกต่างกันสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ตัวเก็บประจุจะเก็บและปล่อยประจุไฟฟ้า ใช้สำหรับกรองสายส่งพลังงานไฟฟ้า, ปรับวงจรเรโซแนนซ์, และการปิดกั้นแรงดันไฟฟ้า DC ที่ไหลในวงจร AC และในงานอื่นๆอีกมากมาย

  • ตัวเก็บประจุ
    • ตัวเก็บประจุในวงจรรวม
      • MIS capacitor ทำจากชั้นของโลหะและฉนวนและสารกึ่งตัวนำ (metal+insulator+semiconductor)
      • Trench capacitor
    • ตัวเก็บประจุค่าคงที่
      • Ceramic capacitor
      • Film capacitor
      • Electrolytic capacitor
        • Aluminum electrolytic capacitor
        • Tantalum electrolytic capacitor
        • Niobium electrolytic capacitor
        • Polymer capacitor, OS-CON
      • ตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Electric double-layer capacitor)
        • Nanoionic supercapacitor
        • Lithium-ion capacitor
      • Mica capacitor
      • Vacuum capacitor
    • Variable capacitor – สามารถปรับค่า capacitance ได้
      • Tuning capacitor – ใช้ปรับความถี่หาสถานีของวิทยุ หรือปรับความถี่ของวงจรออสซิลเลเตอร์ หรือวงจรปรับแต่งความถี่
      • Trimmer capacitor – ตัวเก็บประจุตัวเล็กๆใช้ในการปรับความถี่ภายในวงจรหลัก
      • Vacuum variable capacitor
    • ตัวเก็บประจุสำหรับการใช้งานพิเศษ
      • Power capacitor
      • Safety capacitor
      • Filter capacitor
      • Light-emitting capacitor
      • Motor capacitor
      • Photoflash capacitor
      • Reservoir capacitor
    • Capacitor network (array)
  • Varicap diode – AC capacitance จะเปลี่ยนตาม DC voltage

ตัวเหนี่ยวนำ

[แก้]
ferrite bead ที่ปลายของ Mini USB cable
ferrite bead ที่เปลือกหุ้มพลาสติกถูกถอดออก
ตัวเหนี่ยวนำ RF ที่พันอยู่บน ferrite bead และ ferrite bead แบบวางบนแผ่น PCB
ferrite bead แบบ snap-on/clamp-on หลายแบบ

เมมริสเตอร์

[แก้]

ส่วนประกอบไฟฟ้าที่ผ่านประจุเป็นสัดส่วนกับแรงแม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็ก และมันก็สามารถที่จะจดจำสถานะต้านทานก่อนหน้านี้ มันถึงได้มีชื่อว่าความจำบวกตัวต้านทาน (memory+resistor)

  • Memristor

วงจรข่าย

[แก้]

อุปกรณ์ที่เกิดจากการประกอบชิ้นส่วนแพสซิฟหลายตัว

  • วงจรข่ายอาร์ซี (RC): สร้างจากวงจร RC (ตัวต้านทานกับตัวเก็บประจุ) ใช้ใน RC สนับเบอร์
  • วงจรข่ายอาร์ซี (LC): สร้างจากวงจร LC (ตัวเหนี่ยวนำกับตัวเก็บประจุ) ใช้ใน หม้อแปลงปรับได้ และ RFI ฟิลเตอร์

ตัวแปรสัญญาณ ตัวรับรู้ เครื่องตรวจหา

[แก้]

ตัวแปรสัญญาณ แปลงการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพใดๆเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าหรือกลับกัน

ตัวเซ็นเซอร์ (หรือตัวตรวจจับ) เป็นทรานสดิวเซอร์ที่ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมโดยการเปลี่ยนสมบัติทางไฟฟ้​​าหรือโดยการสร้างสัญญาณไฟฟ้า

ทรานสดิวเซอร์ที่อยู่ในรายการต่อไปนี้เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เดี่ยวๆ (ตรงข้ามกับชุดสมบูรณ์) และเป็นอุปกรณ์พาสซีฟ (ดูอุปกรณ์กึ่งตัวนำและหลอดสำหรับอุปกรณ์แอคทีฟ) เฉพาะที่พบมากที่สุดอยู่ในรายการข้างล่างนี้

  • เสียงออดิโอ (ดูอุปกรณ์ piezoelectric ด้วย)
    • ลำโพง - อุปกรณ์แม่เหล็กหรือ piezoelectric เพื่อสร้างเสียงเต็มรูปแบบ
    • บัซเซอร์ Buzzer - sounder แม่เหล็กหรือ piezoelectric เพื่อสร้างเสียง
  • ตำแหน่ง, การเคลื่อนไหว
    • Linear variable differential transformer (LVDT) - แม่เหล็ก - ตรวจจับตำแหน่งเชิงเส้น
    • Rotary encoder, Shaft Encoder - ออฟติคอล, แม่เหล็ก, ความต้านทานหรือสวิทช์ - ตรวจสอบมุมที่แน่นอนหรือมุมที่สัมพันธ์กันหรือความเร็วในการหมุน
    • Inclinometer - Capacitive - ตรวจจับมุมเมื่อเทียบกับแรงโน้มถ่วง
    • เซ็นเซอร์การเคลื่อนไหว, เซ็นเซอร์สั่นสะเทือน
    • เครื่องวัดการไหล - ตรวจจับการไหลของของเหลวหรือก๊าซ
    • แรง, แรงบิด
    • Strain gauge - Piezoelectric หรือความต้านทาน - ตรวจสอบการบีบ, การยืด, การบิด
    • Accelerometer - Piezoelectric - ตรวจจับความเร่ง, แรงโน้มถ่วง
ชายคนนี้ใช้เครื่อง metal detector เพื่อหาสะเก็ดดาวตกในคานาดา
  • อุณหภูมิ
    • Thermocouple, thermopile - ลวดที่สร้างแรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิเดลต้า
    • เทอร์มิสเตอร์ - ตัวต้านทานที่มีความต้านทานการเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ, ขึ้น PTC หรือลง NTC
    • เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน (อังกฤษ: Resistance Temperature Detector) หรือ RTD - ลวดที่มีความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ
    • bolometer - อุปกรณ์สำหรับวัดพลังงานของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบ
    • Thermal Cutoff - สวิทช์ที่เปิดหรือปิดเมื่ออุณหภูมิเกิน
  • สนามแม่เหล็ก (ดู Hall Effect ในเซมิคอนดักเตอร์)
    • Magnetometer เกาส์มิเตอร์
  • ความชื้น
    • ไฮโกรมิเตอร์
  • แม่เหล็กไฟฟ้า, แสงสว่าง
    • Photo resistor - ตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแสง (อังกฤษ: Light dependent resistor) หรือ LDR

สายอากาศ

[แก้]

เสาอากาศใช้ส่งหรือรับคลื่นวิทยุ

  • Elemental dipole
  • Yagi
  • Phased array
  • Loop antenna
  • Parabolic dish
  • Log-periodic dipole array
  • Biconical
  • Feedhorn

ชุดประกอบและมอดูล

[แก้]

อุปกรณ์ที่เกิดจากหลายชิ้นส่วนประกอบกันโดยอุปกรณ์นี้นำไปต่อใช้ในวงจรอีกที

อุปกรณ์ช่วยทำต้นแบบ

[แก้]

เครื่องกลไฟฟ้า

[แก้]

อุปกรณ์ไพอีโซอิเล็กทริกและเรโซเนเตอร์

[แก้]

ส่วนประกอบแบบ Passive ที่ใช้ผลของ piezoelectric

  • ส่วนประกอบที่ใช้ผลของ piezoelectric ในการสร้างหรือกรองความถี่สูง
    • คริสตัล - คริสตัลเซรามิกที่ใช้ในการสร้างความถี่ได้อย่างแม่นยำ (ดูคลาสโมดูลด้านล่างสำหรับ oscillator ที่สมบูรณ์)
    • เซรามิกเรโซเนเตอร์ - เป็นผลึกเซรามิกที่ใช้ในการสร้างความถี่กึ่งแม่นยำ
    • ตัวกรองเซรามิก - เป็นผลึกเซรามิกที่ใช้ในการกรองแถบความถี่เช่นในเครื่องรับวิทยุ
    • ตัวกรองพื้นผิวอะคูสติกคลื่น (Surface Acoustic Wave, SAW)
  • ส่วนประกอบที่ใช้ผลเป็นทรานสดิวเซอร์เครื่องกล
    • มอเตอร์อัลตราโซนิก - มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ผล piezoelectric
    • สำหรับ buzzers Piezo และไมโครโฟน, ดูทรานสดิวเซอร์คลาสข้างล่าง
แสดง Piezoelecticity Effect

ขั้วต่อและหัวต่อ

[แก้]

อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้า

  • Terminal ขั้วไฟฟ้า
  • Connector หัวต่อ
  • Socket เต้าเสียบ
  • Screw terminal, Terminal Blocks
  • Pin header connector สำหรับ ribbon cable

สายเคเบิลชุดประกอบ

[แก้]

สายเคเบิลที่มีหัวต่อหรือขั้วไฟฟ้าที่ปลายสาย

  • สายไฟ - power cord
  • สายแพทช์ - patch cord
  • สายทดสอบ - test lead

2 different tactile switches

สวิตช์

[แก้]

อุปกรณ์ที่ให้กระแสผ่านเมื่อ "ปิด" หรือ ไม่ให้ผ่านเมื่อ "เปิด"

ตัวอย่างไมโครสวิทช์
  • สวิทช์ - สวิทช์ที่ดำเนินการด้วยตนเอง
    • คำอธิบายของไฟฟ้​​า: SPST, SPDT, DPST, DPDT, NPNT (ทั่วไป)
    • เทคโนโลยี: สวิทช์เลื่อน, toggle สวิตช์, Rocker สวิทช์, Rotary สวิทช์, Push button สวิทช์
  • Keypad - อาร์เรย์ของ push button สวิทช์
  • DIP สวิทช์ - อาร์เรย์ขนาดเล็กของสวิทช์สำหรับการตั้งค่าภายใน
  • Footswitch – Foot-operated switch
  • Knife switch – สวิทช์ที่ตัวนำไม่ได้ห่อหุ้ม
  • Micro switch – ทำงานด้วยการดีดด้วยนิ้ว
  • Limit switch – ทำงานเมื่อการเคลื่อนที่ถึงตำแหน่งที่ไกลสุดแล้ว
  • Mercury switch – สวิทช์ที่ตรวจสอบการเอียง
  • Centrifugal switch – สวิทช์ที่ตรวจสอบแรงหนีศูนย์เนื่องจากการหมุน
  • Relay – สวิทช์ที่ทำงานด้วยกระแสไฟฟ้า (เครื่องกล, ดู Solid State Relay ด้านล่างด้วย)
  • Reed switch – ทำงานด้วยแรงแม่เหล็ก
  • Thermostat – ทำงานด้วยอุณหภูมิ
  • Humidistat – ทำงานด้วยความชื้น
  • Circuit Breaker – สวิทช์จะเปิดเนื่องจากกระแสเกิน หรือเป็นฟิวส์ที่รีเซทได้

อุปกรณ์ป้องกัน

[แก้]

อุปกรณ์แบบพาสซีฟที่ใช้ป้องกันวงจรจากกระแสหรือแรงดันไฟฟ้ามากเกินไป:

Gas discharge tube
  • ฟิวส์ - ป้องกันกระแสเกิน ใช้งานได้เพียงครั้งเดียว
  • Circuit Breaker - ฟิวส์ที่รีเซทได้ ในรูปแบบของสวิทช์กลไก
  • ฟิวส์รีเซทได้ หรือ PolySwitch - ตัดวงจรโดยใช้อุปกรณ์โซลิดสเตท
  • อุปกรณ์ป้องกันการผิดปกติของกราวด์หรือกระแสตกค้าง - ตัวตัดวงจรที่มีความไวต่อกระแสไฟผ่านไปที่พื้นดิน
  • เมทัลออกไซด์วาริสเตอร์ (MOV), ตัวซับกระแสกระชาก, TVS - การป้องกันแรงดันเกิน
  • ตัวจำกัดกระแสต่อเนื่อง - ป้องกันการกระชากกระแสสูง
  • หลอดระบายประจุด้วยแก๊ส - Gas discharge tube ป้องกันไฟฟ้าแรงสูงกระชาก
  • ประกายข้ามช่องว่าง - Spark gap ขั้วไฟฟ้าที่มีช่องว่างให้แรงดันไฟฟ้าสูงกระโดดข้าม
  • สายล่อฟ้า - spark gap ที่ใช้ในการป้องกันฟ้าผ่า

ส่วนประกอบเครื่องกล

[แก้]
  • Enclosure (ไฟฟ้า) - ภาชนะปิดผนึก เช่น enclosure ที่ใส่หัวต่อของสายใยแก้วนำแสง
  • Heat Sink
  • พัดลม
  • แผงวงจรพิมพ์
  • โคมไฟ
  • Waveguide
  • memristor

เลิกใช้

  • เครื่องขยายคาร์บอน (ดูไมโครโฟนคาร์บอนที่ใช้เป็นเครื่องขยายสัญญาณ)
  • คาร์บอนโค้ง (อุปกรณ์ความต้านทานเชิงลบ)
  • เครื่องปั่นไฟ (เครื่องกำเนิด RF โบราณ)

สัญลักษณ์มาตรฐาน

[แก้]

ใน circuit diagram อุปกรณ์อีเล็กทรอนิกส์ถูกกำหนดให้ใช้สัญลักษณ์ที่เป็นมาตรฐานแทนตัวของอุปกรณ์นั้นๆ

ดูเพิ่ม

[แก้]
  • Circuit design
  • Circuit diagram
  • Electrical element
  • Electronic components' Datasheets
  • IEEE 315-1975

อ้างอิง

[แก้]
  1. "Definition of discrete component".
  2. Principles of VLSI and CMOS Integrated Circuits. S. Chand. 2016. ISBN 978-81-219-4000-9.
  3. Passive and Discrete Circuits: Newnes Electronics Circuits Pocket Book, Volume 2. Elsevier. 23 June 2016. ISBN 978-1-4832-9198-7.