มอสเฟต EP.2 วิธีต่อ Mosfet 1ตัว..!! ใช้งานเป็นสวิตซ์ On/Off ....แบบง่ายๆ ทำยังไงไปดูกัน..!!

สวัสดีครับยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZim DIY

สำหรับวันนี้ ผมจะ สาธิต นำมอสเฟต มาต่อใช้งาน เป็นสวิตซ์ เปิด/ปิด ให้เพื่อนๆได้ดูนะครับ
งเพื่อนๆหลายคนอาจจะสงสัยว่าทำไมต้อง ใช้มอสเฟตมา เป็น สวิตซ์ เปิด/ปิดหลอดไฟด้วย

ผมจะเรียนอย่างงี้ครับ
สมมุติว่าผมต้องการที่จะทำให้หลอดไฟดวงนี้สว่าง ซึ่งหลอดไฟดวงนี้ กินแรงดันอยู่ที่ 12V กินกระแสอยู่ที่ประมาณ 2A กว่า
ถ้าหากผมเอาหลอดไฟ มาจั้มกับขั้ว แบตเตอร์รี่์ 12V 45A + - โดยตรงแบบนี้ หลอดไฟมันก็จะสว่าง มันทำงานได้ดีเลยใช่ไหมครับ

แต่ถ้าหากผมต้องการ เปิด / ปิด ไฟได้ด้วย ผมก็จะต้องใช้สวิตซ์ ตัวหนึ่ง ที่มันจะใหญ่พอประมาณ เพื่อ รองรับกระแส ในระดับหนึ่ง ที่จะไหลไปยังโหลดได้
แต่ผม ไม่ต้องการสวิตซ์ไฟ หรือว่าเบรกเกอร์ ที่ ตัวใหญ่ขนาดนี้ ถึงแม้ว่ามันจะรองรับกระแสได้มากก็ตามครับ

สวิตซ์ที่ผม ผมอยากได้ก็คือ สวิตซ์ อันน้อยๆตัวนี้ แต่
ถ้าผมต่อมันตรงๆ บอกได้เลยครับ อีกไม่นาน สวิตซ์จะ เกิดความร้อนสะสม กระแสไฟจะไหลผ่านสวิตซ์ลำบาก ค้างเป็นขอขวด ทำให้สวิตซ์ อาจจะหลอมละลาย หรือ สวิตซ์ไหม้ได้เลยทีเดียวครับ

เพราะฉะนั้นผมจะเลือก ใช้มอสเฟต มอสเฟต มันก็จะอาสา ช่วย รับภาระ กระแส ตรงนี้ ให้วิ่งผ่านตัวมันไปได้

แล้วเราจะเลือกใช้มอสเฟตยังไงดีละครับ ?
การเลือกใช้งาน มอสเฟต เราควรที่จะ ดูการทนแรงดัน และ การทนกระแส ของมัน ให้มากกว่าโหลดที่เราต้องการใช้... ยิ่งค่าเยอะก็ยิ่งดีครับ

ผมจะเลือกใช้เป็น Power MOSFET เบอร์ IRFZ44N ละกันนะครับ เพราะว่าผมมีอยู่แล้ว เป็นเบอร์ยอดนิยมอีกตัวหนึ่งก็ว่าได้ มอสเฟตตัวนี้แบบ N-chanel ทนแรงดันได้สูงถึง 55V และทนกระแสได้สูงถึง 49A
ขาแรกซ้ายมือจะเป็นขา G ขาที่ 2 จะเป็นขา D ขาที่ 3 จะเป็นขา S

เราก็ไม่มีรีรอ มาจัดการ ต่อขามันได้เลยครับ โดยต่อไฟบวกของแบตเตอร์รี่ ต่อเข้าขั้วบวกของหลอดไฟ และต่อขั้วลบของหลอดไฟ ไปยังขา D ของมอสเฟต หลังจากนั้น
ก็ต่อสายไฟจาก ขา S มอสเฟต มารอครบวงจรที่ขั้วลบของ แบตเตอร์รี่ เพื่อน ต่อไว้แค่นี้ก่อนนะครับ

ตอนนี้มันก็จะเหลืออีก ขาหนึ่ง ที่ยังไม่ได้ต่อ นั้นก็คือเป็นขา Gate
ถ้าหากเป็น ทรานซิสเตอร์ มันก็คือขา Base ใช่ไหมครับ ถ้าเป็นขา Base ของทรานซิสเตอร์ เราจำเป็นจะต้อง คำนวณหากระแส IB เพื่อที่จะให้มันไบอัส
แต่ถ้าเป็น มอสเฟต มันไม่ต้องการกระแส มันต้องการเพียงแค่แรงดัน

เพราะฉะนั้น สิ่งที่เราต้องทราบก็คือขา G มันรับแรงดัน ไบอัสได้ สูงสุดกี่โวล์ต ตัวมันถึงจะไม่พัง แล้วเราจะรู้ค่าแรงดันได้ยังไง
ก็คือ ให้เพื่อนๆกลับมาดูที่ Datasheet ของมัน แล้ว...เรามาดูที่แถว VGS ตรงนี้ครับ เขาก็จะบอกว่า มอสเฟสตัวนี้ขา G รับแรงดันสูงสุดได้ ไม่เกินเท่าไหร่ นี่ครับ +-20V

พอเรารู้แรงดันสูงสุดแล้ว เราก็จำเป็นต้องรู้อีกค่าหนึ่ง นั้นก็คือ ค่าแรงดันเริ่มต้นที่จะทำให้มอสเฟต นี้เริ่มทำงาน
ให้เพื่อนๆมาดูที่ Vgs(Thres hold) นี้ครับเขาบอกว่า แรงที่จะทำให้มันทำงาน ต่ำ สุด 2V และแรงดันสูงสุดที่จะทำให้มันทำงาน 4V

ก็คือ ถ้าป้อนแรงดันเกิน 4V ขึ้นไป และก็ไม่เกิน 20V มอสเฟตตัวนี้ มันก็จะนำกระแสได้ เท่าที่โหลดร้องขอ เหมือนสวิตตัวหนึ่ง

งั้นก็หมายความว่า แรงดันไฟจากแบตเตอร์รี่ 12V ตรงนี้ ก็สามารถ นำมันมาไบอัสขา Gate ได้
แต่เพื่อนๆ ไม่ควรที่จะต่อแรงดันไปไปที่ขา G ตรงๆแบบนี้นะครับ เราควรที่จะใส่ตัวต้านทาน เพื่อจำกัดกระแสไว้...สักหน่อยหนึ่ง เพื่อไม่ให้มอสเฟตพัง ตัวต้านทานตรงนี้ ก็ไม่ได้มีค่าตายตัวอะไรนักหรอกครับ
บางสำนักก็บอกว่าใช้ค่าหลัก 10 ohm ขึ้นไป
บางสำนักก็บอกว่าสัก 100 ohm ขึ้นไป น่าจะกำลังดี

ส่วนตัวผมจะใช้ค่าประมาณ 200ohm นี่แหละครับ

และเนื่องจาก มอสเฟต มัน มี ค่าการเก็บประจุแฝงอยู่ที่ขา G ถึงแม้เราจะปิดสวิตซืไป แล้วก็ตาม
เราก็จะเห็นว่าหลายๆครั้ง เราปิดสวิตซ์ แต่มอสเฟตก็ยังไม่ยอม เลิกนำกระแส
นอกจากนั้น มันก็ยังไวต่อไฟฟ้าสถิตมากๆ ถึงขนาดที่เราเอานิ้วของเราเนี่ยะ ไปแตะขา Gate บางทีมอสเฟตมันทำงานได้เองอัตโนมัติเลยครับ

เพราะฉะนั้นเพื่อป้องกัน แรงดันไฟพวกนี้ค้าง หรือ แรงดันไบอัสจากไฟฟ้าสถิต เราควรที่จะเพิ่ม ตัวต้านทานอีก ตัวหนึ่ง
ต่อ คร่อม ขา G กับขา S เอาไว้ เราใช้ค่าสัก 10k ohm ขึ้นไป ก็ได้ครับ ต่อแบบนี้ก็เป็นอันใช้งานได้

เมื่อเรา คีบขั้วลบ และ เปิดสวิต์ ไฟขาบวก มันก็จะไหลมาไบอัส ขา G ทำให้กระส่วนใหญ่ จากขา D ไหลไปหาขา S ได้ หลอดไฟก็จะสว่าง
และเมื่อเราปิด สวิตซ์ ไฟที่ค้างอยู่ R ตัวนี้ก็ดึงลงกราวด์ให้ ก็ทำงานได้สมบูรณ์แบบแล้วละครับ

และ ในวงจรจริง เราควรที่จะใช้ heat sink ขันติดกับมอสเฟต ต่อไว้เพื่อระบายความร้อน ยิ่งตัวใหญ่ยิ่งดีครับ มอสเฟตก็จะเย็น มีอายุการใช้งานที่ยืนยาว

ในคลิปนี้ ก็จะเป็น วิธีการใช้มอสเฟต เป็นสวิต และก็ ดูค่า Datasheet เบื้องต้น แบบคร่าวๆ
สำหรับ การคำนวณ กระแสที่ไหลในวงจร เราจำเป็นต้องใช้ สูตรสมการพวกนี้ และก็ต้องหาค่า K เพิ่มเติม
ถ้าเพื่อนๆ สนใจ ยังไงคอมเมนต์มาใต้คลิปนี้ได้เลยครับ ถ้ามีคนสนใจเยอะ เดี่ยว กลับมาทำต่อเป็น EP ถัดไปครับให้รับชมอีกที ครับ
ขอบคุณเพื่อนๆทุกท่านที่ติดตามรับชมครับผม