ความต้านทานและการนำไฟฟ้าและไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ความต้านทานและการนำไฟฟ้าและไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ความต้านทานและการนำไฟฟ้า vs. ไมโครอิเล็กทรอนิกส์

วามต้านทานไฟฟ้า (electrical resistance) ของ ตัวนำไฟฟ้า เป็นตัวชี้วัดของความยากลำบากในการที่จะผ่าน กระแสไฟฟ้า เข้าไปในตัวนำนั้น ปริมาณที่ตรงกันข้ามคือ การนำไฟฟ้า (electrical conductance) เป็นความสะดวกที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ความต้านทานไฟฟ้าเปรียบเหมือน แรงเสียดทาน ทางเครื่องกล หน่วย SI ของความต้านทานไฟฟ้าจะเป็น โอห์ม สัญญลักษณ์ Ω ในขณะที่การนำไฟฟ้าไฟฟ้ามีหน่วยเป็น ซีเมนส์ (S) วัตถุที่มีหน้าตัดสม่ำเสมอจะมีความต้านทานเป็นสัดส่วนกับ สภาพต้านทาน และ ความยาวของมัน และแปรผกผันกับพื้นที่หน้าตัดของมัน วัสดุทุกชนิดจะแสดงความต้านทานเสมอยกเว้น ตัวนำยิ่งยวด (superconductor) ซึ่งมีความต้านทานของศูนย์ ความต้านทาน (R) ของวัตถุจะถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของ แรงดันไฟฟ้า ตกคล่อมตัวมัน (V) ต่อกระแสที่ไหลผ่านตัวมัน (I) ในขณะที่การนำไฟฟ้า (G) เป็นตรงกันข้าม ตามสมการต่อไปนี้: สำหรับวัสดุและเงื่อนไขที่หลากหลาย V และ I จะเป็นสัดส่วนโดยตรงซึ่งกันและกัน ดังนั้น R และ G จึงเป็นค่า คงที่ (แม้ว่าพวกมันยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่น ๆ ก็ตาม เช่นอุณหภูมิหรือความเครียด) สัดส่วนนี้จะเรียกว่า กฎของโอห์ม และวัสดุที่เป็นไปตามกฏนี้จะเรียกว่า วัสดุ โอห์ม (ohmic material) ในกรณีอื่น ๆ เช่น ไดโอด หรือ แบตเตอรี่ V และ I จะ ไม่ได้ เป็นสัดส่วนโดยตรงกัน อัตราส่วน V/I บางครั้งก็ยังคงเป็นประโยชน์และถูกเรียกว่า "ความต้านทานสถิตย์" ในสถานการณ์อื่น ๆ อนุพันธ์ \frac \,\! อาจจะมีประโยชน์มากที่สุด ค่านี้จะเรียกว่า "ความต้านทานดิฟเฟอเรนเชียล" (differential resistance). มโครอิเล็กทรอนิกส์ เป็นสาขาย่อยของอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์นั้นมีความสัมพันธ์กับการศึกษาและการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งมีขนาดเล็กมาก อุปกรณ์เหล่านี้วัสดุจากสารกึ่งตัวนำ โดยการใช้กระบวนการที่เรียกว่า โฟโตไลโทกราฟี (photolithography) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบปกตินั้น ยังอาจมีลักษณะร่วมในเชิงไมโครอิเล็กทรอนิกส์ด้วย เช่น ทรานซิสเตอร์, ตัวเก็บประจุ, ตัวเหนี่ยวนำ, ตัวต้านทาน, ไดโอด และยังรวมถึงฉนวน และตัวนำ ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถพบได้ในอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ด้วย วงจรรวมแบบดิจิตอลนั้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ ส่วนวงจรแอนะลอกนั้นปกติประกอบด้วยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ส่วนตัวเหนี่ยวนำนั้นใช้ในวงจรแอนะลอกความถี่สูงบางแบบ แต่มักจะใช้พื้นที่ของชิปขนาดใหญ่ หากใช้ที่ความถี่ค่ำ โดยอาจใช้ gyrator แทน เมื่อเทคนิคต่างๆ เพิ่มึ้น ขนาดของอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ก็มีขนาดลดลงตามลำดับ และที่ขนาดเล็กนั้น ผลของส่วนประกอบย่อย เช่น สายเชื่อมต่อ อาจมีความสำคัญมากกว่าเดิม เหล่านี้เรยกว่า parasitic effects และเป้าหมายของวิศวกรผู้ออกแบบไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ก็เพื่อหาทางชดเชย หรือลดผลกระทบเหล่านี้ให้เหลือน้อยที่สุด ขณะเดียวกันก็ ทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลง ทำงานเร็วขึ้น และราคาถูกลง.

ตัวต้านทาน

ตัวต้านทานแบบมีขาออกทางปลายแบบหนึ่ง ตัวต้านทาน หรือ รีซิสเตอร์ (resistor) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติในการต้านการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้า ทำด้วยลวดต้านทานหรือถ่านคาร์บอน เป็นต้น นั่นคือ ถ้าอุปกรณ์นั้นมีความต้านทานมาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะน้อยลง เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดพาสซีฟสองขั้ว ที่สร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขั้วทั้งสอง (V) โดยมีสัดส่วนมากน้อยตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (I) อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ และปริมาณกระแสไฟฟ้า ก็คือ ค่าความต้านทานทางไฟฟ้า หรือค่าความต้านทานของตัวนำมีหน่วยเป็นโอห์ม (สัญลักษณ์: Ω) เขียนเป็นสมการตามกฏของโอห์ม ดังนี้ ค่าความต้านทานนี้ถูกกำหนดว่าเป็นค่าคงที่สำหรับตัวต้านทานธรรมดาทั่วไปที่ทำงานภายในค่ากำลังงานที่กำหนดของตัวมันเอง ตัวต้านทานทำหน้าที่ลดการไหลของกระแสและในเวลาเดียวกันก็ทำหน้าที่ลดระดับแรงดันไฟฟ้าภายในวงจรทั่วไป Resistors อาจเป็นแบบค่าความต้านทานคงที่ หรือค่าความต้านทานแปรได้ เช่นที่พบใน ตัวต้านทานแปรตามอุณหภูมิ(thermistor), ตัวต้านทานแปรตามแรงดัน(varistor), ตัวหรี่ไฟ(trimmer), ตัวต้านทานแปรตามแสง(photoresistor) และตัวต้านทานปรับด้วยมือ(potentiometer) ตัวต้านทานเป็นชิ้นส่วนธรรมดาของเครือข่ายไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นที่แพร่หลาย ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทานในทางปฏิบัติจะประกอบด้วยสารประกอบและฟิล์มต่างๆ เช่นเดียวกับ สายไฟต้านทาน (สายไฟที่ทำจากโลหะผสมความต้านทานสูง เช่น นิกเกิล-โครเมี่ยม) Resistors ยังถูกนำไปใช้ในวงจรรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์แอนะล็อก และยังสามารถรวมเข้ากับวงจรไฮบริดและวงจรพิมพ์ ฟังก์ชันทางไฟฟ้าของตัวต้านทานจะถูกกำหนดโดยค่าความต้านทานของมัน ตัวต้านทานเชิงพาณิชย์ทั่วไปถูกผลิตในลำดับที่มากกว่าเก้าขั้นของขนาด เมื่อทำการระบุว่าตัวต้านทานจะถูกใช้ในการออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ ความแม่นยำที่จำเป็นของความต้านทานอาจต้องให้ความสนใจในการสร้างความอดทนของตัวต้านทานตามการใช้งานเฉพาะของมัน นอกจากนี้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานยังอาจจะมีความกังวลในการใช้งานบางอย่างที่ต้องการความแม่นยำ ตัวต้านทานในทางปฏิบัติยังถูกระบุถึงว่ามีระดับพลังงานสูงสุดซึ่งจะต้องเกินกว่าการกระจายความร้อนของตัวต้านทานที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในวงจรเฉพาะ สิ่งนี้เป็นความกังวลหลักในการใช้งานกับอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ตัวต้านทานที่มีอัตรากำลังที่สูงกว่าก็จะมีขนาดที่ใหญ่กว่าและอาจต้องใช้ heat sink ในวงจรไฟฟ้าแรงดันสูง บางครั้งก็ต้องให้ความสนใจกับอัตราแรงดันการทำงานสูงสุดของตัวต้านทาน ถ้าไม่ได้พิจารณาถึงแรงดันไฟฟ้าในการทำงานขั้นต่ำสุดสำหรับตัวต้านทาน ความล้มเหลวอาจก่อให้เกิดการเผาใหม้ของตัวต้านทาน เมื่อกระแสไหลผ่านตัวมัน ตัวต้านทานในทางปฏิบัติมีค่าการเหนี่ยวนำต่ออนุกรมและค่าการเก็บประจุขนาดเล็กขนานอยู่กับมัน ข้อกำหนดเหล่านี้จะมีความสำคัญในการใช้งานความถี่สูง ในตัวขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำหรือพรีแอมป์ ลักษณะการรบกวนของตัวต้านทานอาจเป็นประเด็น การเหนี่ยวนำที่ไม่ต้องการ, เสียงรบกวนมากเกินไปและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ ในการผลิตตัวต้านทาน ปกติพวกมันจะไม่ได้ถูกระบุไว้เป็นรายต้วของตัวต้านทานที่ถูกผลิตโดยใช้เทคโนโลยีอย่างใดอย่างหนึ่ง.

ความต้านทานและการนำไฟฟ้าและตัวต้านทาน · ตัวต้านทานและไมโครอิเล็กทรอนิกส์ · ดูเพิ่มเติม »

ตัวนำไฟฟ้า

ตัวนำไฟฟ้า ในวิชาฟิสิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า เป็นวัตถุหรือประเภทของวัสดุที่ให้ประจุไฟฟ้าไหลผ่านได้หนึ่งหรือหลายทิศทาง ตัวอย่างเช่น สายหุ้มฉนวนเป็นตัวนำไฟฟ้า เพราะสามารถนำไฟฟ้าได้ตามแนวยาว แต่ไม่ข้ามความกว้าง ในวัสดุโลหะนำไฟฟ้า เช่น ทองแดงหรืออะลูมิเนียม อนุภาคประจุเคลื่อนที่ได้ คือ อิเล็กตรอน ประจุบวกยังอาจเคลื่อนที่ได้เช่นกัน เช่น อิเล็กโทรไลต์แคทไอออนของแบตเตอรี หรือโปรตอนเคลื่อนที่ในตัวนำโปรตอนของเซลล์เชื้อเพลิง ส่วนฉนวนเป็นวัสดุไม่นำไฟฟ้าโดยมีประจุเคลื่อนที่น้อย และสนับสนุนกระแสไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กน้อย หมวดหมู่:วิศวกรรมพลังงาน หมวดหมู่:หลักการสำคัญของฟิสิกส์ หมวดหมู่:ไฟฟ้า.

ความต้านทานและการนำไฟฟ้าและตัวนำไฟฟ้า · ตัวนำไฟฟ้าและไมโครอิเล็กทรอนิกส์ · ดูเพิ่มเติม »

ไดโอด

อดชนิดต่าง ๆ ไดโอด (diode) เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ชนิดสองขั้วคือขั้ว p และขั้ว n ที่ออกแบบและควบคุมทิศทางการไหลของประจุไฟฟ้า มันจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียว และกั้นการไหลในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อกล่าวถึงไดโอด มักจะหมายถึงไดโอดที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor diode) ซึ่งก็คือผลึกของสารกึ่งตัวนำที่ต่อกันได้ขั้วทางไฟฟ้าสองขั้ว ส่วนไดโอดแบบหลอดสูญญากาศ (Vacuum tube diode) ถูกใช้เฉพาะทางในเทคโนโลยีไฟฟ้าแรงสูงบางประเภท เป็นหลอดสูญญากาศที่ประกอบด้วยขั้วอิเล็ดโทรดสองขั้ว ซึ่งจะคือแผ่นตัวนำ (plate) และแคโทด (cathode) ส่วนใหญ่เราจะใช้ไดโอดในการยอมให้กระแสไปในทิศทางเดียว โดยยอมให้กระแสไฟในทางใดทางหนึ่ง ส่วนกระแสที่ไหลทิศทางตรงข้ามกันจะถูกกั้น ดังนั้นจึงอาจถือว่าไดโอดเป็นวาล์วตรวจสอบแบบอิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่ง ซึ่งนับเป็นประโยชน์อย่างมากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ใช้เป็นตัวเรียงกระแสไฟฟ้าในวงจรแหล่งจ่ายไฟ เป็นต้น อย่างไรก็ตามไดโอดมีความสามารถมากกว่าการเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปิด-ปิดกระแสง่าย ๆ ไดโอดมีคุณลักษณะทางไฟฟ้าที่ไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นมันยังสามารถปรับปรุงโดยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของพวกมันที่เรียกว่ารอยต่อ p-n มันถูกนำไปใช้ประโยชน์ในงานที่มีวัตถุประสงค์พิเศษ นั่นทำให้ไดโอดมีรูปแบบการทำงานได้หลากหลายรูปแบบ ยกตัวอย่างเช่น ซีเนอร์ไดโอด เป็นไดโอดชนิดพิเศษที่ทำหน้าที่รักษาระดับแรงดันให้คงที่ วาริแอกไดโอดใช้ในการปรับแต่งสัญญาณในเครื่องรับวิทยุและโทรทัศน์ ไดโอดอุโมงค์หรือทันเนลไดโอดใช้ในการสร้างสัญญาณความถี่วิทยุ และไดโอดเปล่งแสงเป็นอุปกรณ์ที่สร้างแสงขึ้น ไดโอดอุโมงค์มีความน่าสนใจตรงที่มันจะมีค่าความต้านทานติดลบ ซึ่งเป็นประโยชน์มากเมื่อใช้ในวงจรบางประเภท ไดโอดตัวแรกเป็นอุปกรณ์หลอดสูญญากาศ โดยไดโอดแบบสารกึ่งตัวนำตัวแรกถูกค้นพบจากการทดสอบความสามารถในการเรียงกระแสของผลึกโดยคาร์ล เฟอร์ดินานด์ บรวน นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ในปี..

ความต้านทานและการนำไฟฟ้าและไดโอด · ไดโอดและไมโครอิเล็กทรอนิกส์ · ดูเพิ่มเติม »