电子开关
此条目需要补充更多来源。 (2020年1月) |
电子学中的电子开关是指可以在电路中当作开关使用的电子器件,可以中断电流,或是让两个导体之间形成通路。电子开关一般也是使用电压或电流来作为开关信号。电子开关也会称为固态电子开关,以和机械式开关区别。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/21/Transistorer_%28cropped%29.jpg/170px-Transistorer_%28cropped%29.jpg)
历史
编辑许多装置在概念上会将二个电子器件之间连接或是不连接,因此会将这些器件称为开关,因为其概念类似机械式的开关。
传统的继电器是机电开关,利用电磁铁控制机械开关装置。也有利用其他原理运作的开关。例如1971年发明的固态继电器,是用像是可控硅或是双向晶闸管的半导体装置,可以在没有可动件的情形下控制电路。
早期的电话系统使用利用电磁原理的Strowger switch来连结打电话的发话方及受话方。后来的电信交换包括了一个或多个交叉开关(Crossbar switch)。因此“开关”一词用在电信网络中。
“开关”一词用在许多数字有源器件(例如晶体管)或是逻辑门上,这些电路的功用是改变其输出状态的逻辑电平,或日是连接不同的数字信号电路。
上述用法的共同特点是这些装置控制的输出都是二元状态,例如“开”或“关”、“导通”或“开路”、“连接”或“不连接”、“导通”或“不导通”、“低阻抗”或“高阻抗”等。
类型
编辑二极管可以视为开关,正向偏置时可以导通,反向偏置时不导通(高阻抗)。有些特别的二极管(像是肖特基二极管及1N4148)可以快速切换,会称为“开关二极管”。
晶体管可以以类似开关的方式来使用。双极性晶体管(BJT)的饱和区及截止区可以视为是开关的开及关。
在数字电路中最常使用的电子开关是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)[1]。
模拟开关用二个MOSFET晶体管以传输门的方式排列,运作类似继电器,相较于继电器,有一些优点,也有不少的限制。
电源供应器中的功率半导体器件可以让电力通过,也可以让切换电力,类似开关的作用。
模拟的霍尔效应传感器再接一个阈值检测器,就是以用磁力运作的开关。
光耦合器利用用电流驱勋LED的光,以及接收光的光晶体管,是有电气隔离的开关。
绝缘栅双极晶体管(IGBT)结合了双极性晶体管及功率MOSFET的优点。
可控硅(SCR)可以用在功率电子控制应用中的高速开关。
大部分电子开关会要求开关二端的电压,某一端需大于另一端,这是单向导通的开关器件。TRIAC类似二个背对背的SCR,是双向导通的开关器件。
DIAC代表二极管交流(DIode AC)开关。
可关断晶闸管(GTO)是双极性切换装置。
相关条目
编辑- 继电器:利用电磁及机械原理的电子开关。
参考资料
编辑- ^ Bapat, Y. N. Electronic Circuits and Systems : Analog and Digital,1e. Tata McGraw-Hill Education. 1992: 119 [2020-01-16]. ISBN 978-0-07-460040-5. (原始内容存档于2021-04-28).