สำนักราชบัณฑิตยสภา

พั ฒนาการของวงจรสายพานกระแสที่ ใช้ดิ ฟแอมป์เป็นฐาน The Journal of the Royal Institute of Thailand Vol. 37 No. 1 Jan.-Mar. 2012 172 ไฟฟ้าน้อย และใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็ก เช่น แบตเตอรี่ขนาด +๑.๕ โวลต์ ในอุปกรณ์เช่นนี้เนื่องจากการ ประมวลผลสัญญาณในโหมดแรงดันไม่เหมาะสมอีกต่อไป วงจรทางอิเล็กทรอนิกส์จึงต้องไปประมวลผล ผ่านสัญญาณกระแสแทน และเรียกว่า การประมวลสัญญาณโหมดกระแส (current mode processing) [1] ด้วยเหตุผลดังกล่าวจึงจ� ำเป็นต้องมีการวิจัยพัฒนาอุปกรณ์วงจรพื้นฐานหลัก (circuit building block) ที่เหมาะกับการน� ำไปออกแบบและเหมาะส� ำหรับการประมวลผลสัญญาณโหมดกระแส ซึ่งก็ได้มีการพัฒนา ขึ้นมาหลายวงจรด้วยกัน อุปกรณ์วงจรพื้นฐานหลักส� ำหรับการประมวลผลสัญญาณโหมดกระแสแบบหนึ่งมีชื่อเรียก ว่า วงจรสายพานกระแส (current conveyor หรือ CC) ซึ่งเสนอโดย K.C. Smith และ A. Sedra เมื่อ ค.ศ. ๑๙๖๘ ในครั้งแรกนักวิจัยทั้งสองนี้ได้น� ำเสนอหลักการของวงจรสายพานกระแสรุ่นที่หนึ่ง หรือ CCI (first generation current conveyor) [๒] แต่ CCI มีข้อจ� ำกัด และเพื่อให้มีความหลากหลายในการ ออกแบบและการประยุกต์มากยิ่งขึ้น จึงพัฒนาเป็นวงจรสายพานกระแสรุ่นที่สอง หรือ CCII (second generation current conveyor) เมื่อ ค.ศ. ๑๙๗๐ [๓] หลังจากนั้นได้มีนักวิจัยขยายแนวคิด ต่อยอดน� ำ เสนอการประยุกต์ รวมถึงการน� ำเสนอวิธีการสร้างเป็นวงจรรวมอย่างมากมาย ซึ่งผู้ที่สนใจสามารถ ศึกษารายละเอียดเพิ่มจากบทความที่รวบรวมผลงานเหล่านี้จากเอกสารอ้างอิง [๔]-[๙] ได้ และต่อมาใน ค.ศ. ๒๐๐๐ ก็มีการขยายแนวคิดเพิ่มเติม โดยการเสนอแนวคิดวงจรสายพานกระแสรุ่นที่สาม CCIII (third generation current conveyor) [๑๐, ๑๑] ท� ำให้วงจรสายพานกระแสมีการประยุกต์ได้หลากหลายมาก ยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ด้วยเนื้อที่ที่จ� ำกัดในบทความวิชาการนี้ ผู้ประพันธ์จะขอกล่าวถึงเฉพาะพัฒนาการ ของวงจรสายพานกระแสรุ่นที่ ๒ CCII ที่ออกแบบสร้างโดยใช้วงจรขยายผลต่างสัญญาณ หรือ ดิฟแอมป์ เป็นองค์ประกอบวงจรพื้นฐาน (basic circuit element) ทั้งนี้เนื่องจากเป็นส่วนที่ผู้ประพันธ์มีส่วนร่วมใน การวิจัยและพัฒนาอยู่ด้วยพอสมควร และจะเน้นเฉพาะพัฒนาการของการออกแบบเป็นวงจรรวมที่เป็น แบบเทคโนโลยีมอส (MOS หรือ metal oxide semiconductor) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่เหมาะกับการสร้าง ได้ทั้งวงจรแอนะล็อกและวงจรดิจิทัล