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開關(guān)器件詳解

開關(guān)器件簡(jiǎn)介
開關(guān)器件包括模擬開關(guān)、模擬多路器、數(shù)據(jù)總線開關(guān)、交流固態(tài)開關(guān)、大電流低壓功率開關(guān)、干簧管物理開關(guān)，以及專用的視頻矩陣交叉開關(guān)、視頻多路復(fù)用器、USB開關(guān)、HDMI/DVI 分配器/加速器等，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、通信系統(tǒng)、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、視頻信號(hào)處理、消費(fèi)產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域。

開關(guān)器件組成
開關(guān)器件一般由三個(gè)端子，其中兩個(gè)連接在主電路中，而第三端被稱為控制端或稱為控制極。開關(guān)器件的通斷是通過在其控制端和一個(gè)主電路端子之間加一定的信號(hào)來控制的，這個(gè)主電路端子是驅(qū)動(dòng)電路和主電路的公共端，一般是主電路電流流出器件的端子。

開關(guān)器件狀態(tài)
電力電子開關(guān)器件有兩種開關(guān)狀態(tài)：通態(tài)（等效電阻近似為零），斷態(tài)（等效電阻近似無限大）。有兩種過渡狀態(tài)：開通，關(guān)斷。其主要優(yōu)點(diǎn)是開通關(guān)斷過程很快，適宜于電力變換和控制，主要缺點(diǎn)是通不全通，斷不全斷，因而通態(tài)損耗大，斷路時(shí)不能隔離電路。

開關(guān)器件分類
可控性：不控，半控和全控器件。
物理本質(zhì)：二極管，晶體管和晶閘管系列。
二極管：陽(yáng)極，陰極，雙層結(jié)構(gòu)，單向?qū)芰Γ蜷_通，反向關(guān)斷，D;
晶體管：集電極，發(fā)射極，基極，三層結(jié)構(gòu)，開關(guān)速度快，開關(guān)損耗小，BJT,IGBT,MOSFET;
晶閘管：陽(yáng)極，陰極，門極，四層結(jié)構(gòu)，半控，全控器件，對(duì)稱，不對(duì)稱器件，通態(tài)損耗小，功率處理能力強(qiáng)，SCR，GTO,MTO,ETO,IGCT,MCT。

開關(guān)器件小結(jié)
二極管D：不控，電壓高，電流大；
晶閘管SCR：半控，脈沖電流觸發(fā)開通，電壓高，電流大，壓降小，開關(guān)速度不快。
雙極性結(jié)型晶體管BJT：全控，持續(xù)電流導(dǎo)通，壓降較大，開關(guān)速度較快，驅(qū)動(dòng)功率較大，中等電壓電流。
門極可關(guān)斷晶閘管GTO：全控，正（負(fù)）脈沖電流開通（關(guān)斷），壓降不大，開關(guān)速度不快，關(guān)斷脈沖電流大，電壓高，電流大。
MOS場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET：全控，持續(xù)電壓控制導(dǎo)通，工作電壓電流不大，壓降大，驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)速度快，適宜高頻應(yīng)用。
絕緣門極雙極性晶體管IGBT：全控，持續(xù)電壓控制導(dǎo)通，壓降較大，驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)速度較快，電壓電流中等。
MOS控制晶閘管MCT：全控，MOSFET管控制開通和關(guān)斷，控制功率小，壓降不大，使用與開關(guān)頻率不太高的高壓大電流應(yīng)用。
集成門極換流晶閘管IGCT：全控，控制功率小，壓降不大，適用于開關(guān)頻率不太高的高壓大電流應(yīng)用。
MOS關(guān)斷晶閘管MTO：正向G₁K脈沖電流開通（與普通晶閘管相同），G₂K加驅(qū)電壓與MCT一樣關(guān)斷MTO。

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