開關(guān)管是一種能夠在導(dǎo)通和截止狀態(tài)之間快速切換的半導(dǎo)體器件，通常用于電源開關(guān)、半橋/全橋驅(qū)動電路、PWM調(diào)制等電子產(chǎn)品中。常見的開關(guān)管有MOS管、IGBT管等。

開關(guān)管的應(yīng)用場景有哪些

開關(guān)管在多個領(lǐng)域都有應(yīng)用，以下是一些主要的應(yīng)用場景：

電源管理：開關(guān)管在電源管理領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。在電源轉(zhuǎn)換器中，開關(guān)管可以通過控制開關(guān)時間和頻率來調(diào)節(jié)輸出電壓和電流，實現(xiàn)電源的穩(wěn)定輸出。

電機驅(qū)動：開關(guān)管在電機驅(qū)動領(lǐng)域也有著非常重要的應(yīng)用。在直流電機驅(qū)動中，開關(guān)管可以通過控制電路的通斷來控制電機的轉(zhuǎn)速和方向。在交流電機驅(qū)動中，開關(guān)管可以通過變換電壓和頻率來控制電機的轉(zhuǎn)速和方向。

光電子學(xué)：開關(guān)管在光電子學(xué)領(lǐng)域也有著非常重要的應(yīng)用。在光電轉(zhuǎn)換器中，開關(guān)管可以通過控制光電二極管的電流來實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換。在激光器驅(qū)動中，開關(guān)管可以通過控制激光器的電流來調(diào)節(jié)激光器的功率和頻率。

汽車電子：開關(guān)管在汽車電子領(lǐng)域也有著非常廣泛的應(yīng)用。在汽車電子控制單元中，開關(guān)管可以通過控制電路的通斷來控制汽車的各種設(shè)備，例如發(fā)動機、空調(diào)、音響等。

此外，開關(guān)管還可以用于LED燈條、燈泡等照明產(chǎn)品的驅(qū)動控制，通過對開關(guān)管的控制，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)亮度、閃爍、漸變等效果。

開關(guān)管的工作原理

1、截止狀態(tài)（以三極管為例）

當加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當于開關(guān)的斷開狀態(tài)，即為三極管的截止狀態(tài)。開關(guān)三極管處于截止狀態(tài)的特征是發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均處于反向偏置。

2、導(dǎo)通狀態(tài)

當加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并且當基極的電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不再怎么變化，此時三極管失去電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，即為三極管的導(dǎo)通狀態(tài)。開關(guān)三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)的特征是發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均處于正向偏置。而處于放大狀態(tài)的三極管的特征是發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置。這也是可以使用電壓表測試發(fā)射結(jié)，集電結(jié)的電壓值判定三極管工作狀況的原理。開關(guān)三極管正是基于三極管的開關(guān)特性來工作的。

3、工作模式

三極管的種類很多，并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀，有一個箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是表示電流的方向。

開關(guān)管怎么檢測好壞

要檢測開關(guān)管的好壞，可以按照以下步驟進行：

外觀檢查：首先觀察開關(guān)管的外觀，看是否有明顯的破損、焦糊等異常情況。如果有，可能說明開關(guān)管已經(jīng)損壞。

測量電阻值：使用萬用表測量開關(guān)管的電阻值，看是否在正常范圍內(nèi)。如果電阻值過高或過低，可能說明開關(guān)管存在故障。

測量電壓：使用萬用表測量開關(guān)管的電壓，看是否在正常范圍內(nèi)。如果電壓過高或過低，可能說明開關(guān)管存在故障。

測量電流：使用電流表測量開關(guān)管的電流，看是否在正常范圍內(nèi)。如果電流過高或過低，可能說明開關(guān)管存在故障。

開關(guān)管和MOS管的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

控制方式：開關(guān)管是電流型控制元器件，而MOS管是電壓控制元器件。開關(guān)管導(dǎo)通所需的控制端的輸入電壓要求較低，一般0.4V~0.6V以上就可以實現(xiàn)導(dǎo)通，只需改變基極限流電阻即可改變基極電流。而MOS管為電壓控制，導(dǎo)通所需電壓一般4V~10V左右，且達到飽和時所需電壓一般6V~10V左右。

工作原理：開關(guān)管的工作原理主要是利用VGS來控制“感應(yīng)電荷”的多少，以改變由這些“感應(yīng)電荷”形成的導(dǎo)電溝道的狀況，然后達到控制漏極電流的目的。而MOS管的結(jié)構(gòu)分類包括按溝道材料分為N溝道和P溝道兩種，按導(dǎo)電方式分為耗盡型與增強型，但理論應(yīng)用的只需增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管。

審核編輯：黃飛