1．晶閘管
晶閘管又稱可控硅，是目前應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體功率開關(guān)元件，其控制電流可從數(shù)安培到數(shù)千安培。
晶閘管的主要類型有單向晶閘管scr、雙向晶閘管和可關(guān)斷晶閘管gto等三種最基本類型，此外還有光控晶閘管、溫控晶閘管等特殊類型。
(1)單向晶閘管scr
1)控制角α
指從零電壓到被觸發(fā)導(dǎo)通的瞬間的這段時間所對應(yīng)的電度角。
2)導(dǎo)通角β
指從被觸發(fā)導(dǎo)通的瞬間開始到電壓為零這段時間所對應(yīng)的電度角。
scr導(dǎo)通之后的輸出電壓可以用式：
(2)雙向晶閘管triac
雙向晶閘管可以看成是兩個單向晶閘管反向并聯(lián)組成。其中mtl和mt2為主電極，g為門極。
與單向晶閘管相比，雙向晶閘管的特點是：在觸發(fā)后是雙向?qū)ǖ?；門極所加觸發(fā)信號可以為正也可以為負(fù)。
注意：由于雙向晶閘管是雙向?qū)ǖ?，它從一個方向過零進(jìn)入反向阻斷狀態(tài)只是一個十分短暫的過程，當(dāng)負(fù)載是感性負(fù)載時(如電樞)，由于電流滯后性，有可能會使電壓過零時電流仍存在，從而導(dǎo)致雙向晶閘管失控(不關(guān)斷)。為使雙向晶閘管能正確工作應(yīng)在其兩主電極mtl與mt2間加rc電路。
(3)門極可關(guān)斷晶閘管gto
當(dāng)門極加上正控制信號時gto導(dǎo)通；在門極加上負(fù)控制信號時gto截止。
(4)光控晶閘管與溫控晶閘管
光控晶閘管是把光電耦合器件與雙向晶閘管做到—起形成的集成電路。它的典型產(chǎn)品有moc3041，mpc3021等。其結(jié)構(gòu)如圖3—41所示。
光控晶閘管的輸入電流一般為10～100ma，輸入端反向電壓一般為6v；輸出電流一般為la，輸出端耐壓一般為400～600v。因此，光控晶閘管大多用于驅(qū)動大功率的雙向晶閘管。
溫控晶閘管是一種小功率晶閘管，它的輸出電流一般在 100ma左右。
①溫控晶閘管是一種溫敏器件，它和普通晶閘管具有相同的開關(guān)特性。
②溫控晶閘管的溫度特性是負(fù)特性(當(dāng)溫度越高時，正向開關(guān)門檻電壓越低。
③在溫控晶閘管的陰極電壓固定時，溫度升到某一個值，溫控晶閘管就會導(dǎo)通；溫度繼續(xù)上升，溫控晶閘管保持導(dǎo)通；如果溫度下降到某一個值，則溫控晶閘管又會變成截止。可見，用溫控晶閘管可實現(xiàn)溫度的開關(guān)控制。
④在溫控晶閘管的門極和陽極或陰極之間加上適當(dāng)器件，如電位器，光敏管，熱敏電阻等，可以改變晶閘管的導(dǎo)通溫度值。溫控晶閘管一般用于50v以下低壓場合。
2．功率晶體管
(1)功率晶體管(也稱為電力晶體管)的特點
①大功率晶體管不僅可以工作在開關(guān)狀態(tài)，而且也可以工作在模擬狀態(tài)，因而有著更廣的工作范圍，如聲頻功率放大，超聲波功率放大，有源濾波器等。
②功率晶體管的開關(guān)速度遠(yuǎn)大于晶閘管。
③功率晶體管的控制比晶閘管容易。
④功率晶體管價格高于晶閘管。
(2)功率晶體管的結(jié)構(gòu)
多管復(fù)合結(jié)構(gòu)，功率可高達(dá)幾千瓦。由于采用了復(fù)合結(jié)構(gòu)，使功率晶體管有較大的電流放大系數(shù)。
(3)功率晶體管的應(yīng)用
功率晶體管有開關(guān)狀態(tài)和模擬狀態(tài)兩種工作狀態(tài)，但在機電產(chǎn)品中，它基本被用來做高速開關(guān)器件。
3．功率場效應(yīng)晶體管
功率場效應(yīng)晶體管又稱功率mosfet，是在大功率范圍應(yīng)用的場效應(yīng)晶體管，在機電系統(tǒng)應(yīng)用中，它有著比雙極型功率晶體管更好的特性，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：
1)由于功率場效應(yīng)晶體管盡多數(shù)載流子導(dǎo)電，故而不存在少數(shù)載流子的儲存效應(yīng)，從而有較高的開關(guān)速度；
2)具有較寬的安全工作區(qū)而不會產(chǎn)生熱點，同時，由于它具有正的電阻溫度系數(shù)，所以容易進(jìn)行并聯(lián)使用；
3)具有較高的可靠性和較強的過載能力，短時過載能力通常為額定值的四倍；
4)具有較高的控制電壓，即閾值電壓，這個閾值電壓可達(dá)2—6v，因此，有較高的噪聲容限和抗干擾能力，給電路設(shè)計帶來極大的方便；
5)由于它是電壓控制器件，具有很高的輸入阻抗，因此驅(qū)動電流很小，接口容易。
功率場效應(yīng)管的驅(qū)動
為保證有足夠高的電平驅(qū)動功率場效應(yīng)管導(dǎo)通，也為了保證它能迅速截止，在實際中常把上拉電阻接到+10～+15v電源。
在實際使用中，為避免干擾由執(zhí)行元件處竄入控制微機，常采用脈沖變壓器、光電耦合器等對控制信號進(jìn)行隔離。
4．固態(tài)繼電器(ssr)
固態(tài)繼電器是一種無觸點功率型通斷電子開關(guān)，又名固態(tài)開關(guān)。當(dāng)在控制端輸入觸發(fā)信號后，主回路呈導(dǎo)通狀態(tài)；無控制信號時主回路呈阻斷狀態(tài)?？刂苹芈放c主回路間采取了電隔離及信號耦合技術(shù)。
在使用時，應(yīng)考慮其應(yīng)用特性如下：
1)根據(jù)產(chǎn)品功能不同，固態(tài)繼電器輸出電路可接交流或直流，對交流負(fù)載的控制有過零與不過零控制功能。
2)由于固態(tài)繼電器是一種電子開關(guān)，故有一定的通態(tài)壓降和斷態(tài)漏電流。
3)負(fù)載短路易損壞ssr，應(yīng)特別注意避免。
國產(chǎn)ssr的驅(qū)動電流一般為0.5—20ma，最小工作電壓3v，故可直接由ttl器件驅(qū)動。