开关①

前面我们对“电阻” 、“线圈” 、“电容” 这些电源的基本构成部件有了深入的了解， 下面介绍最后一个关键部件 —
“开关” 。
虽然写成“开关” ， 但这里所谓的“开关” 是利用“半导体” 的开关。
准确地说， 就是像“开关” 那样使用的“半导体” 。 在本节中， 我们以“开关” 这样的标题， 对“半导体” 进行说明。
●半导体
“半导体” 是指介于导电良好的导体和不导电的绝缘体之间的物质。
⇒要把它解释清楚稍微有点难度， 总而言之・・・

下图将上述关系进行了图示。

如上图所示， 通过巧妙地组合半导体， 可以制成在电源和客户设备中使用的“半导体元件” 。
“半导体元件” 有各种类型， 归纳如下。

●半导体的类型
正如导体和绝缘体有很多种类的物质一样， 半导体也有多种物质。
导体（导电的物质） ・・・・・・ 金、 银、 铁、 铜、 铝等
绝缘体（不导电的物质） ・・・ 橡胶、 玻璃、 陶瓷、 云母等
典型的半导体物质・・・・・・・ 硅、 锗等
如上所述， 半导体有多种物质， 其电气特性也分为多种类型。

简单地说， 通过接合这些不同特性的半导体， 可制成晶体管及二极管等“半导体元件” 。
例如， 采用N型半导体和P型半导体、 以“N” 、“P” 、“N” 顺序接合的晶体管称为“NPN晶体管” 。
同样， 以“P” 、“N” 、“P” 顺序接合的晶体管称为“PNP晶体管” 。
下面所示为“NPN晶体管” 的结构图。

E（发射极） 、 B（基极） 、 C（集电极） 是晶体管端子的名称。
其工作原理可简单说明为，“一旦B（基极） 中流入电流， 就可从C（集电极） 向E（发射极） 流动很大的电流” 。 下图所示为
从C（集电极） 向E（发射极） 流动电流时的结构图。

要从结构图上弄懂其工作原理有点困难， 和往常一样， 我们把电比喻成水。
如果用水作比喻， 晶体管的工作原理就如下图所示。

因此， 可通过流入基极的水量， 控制从集电极流向发射极的水量。
这一动作以每秒数百万次的频率进行“切换” ， 在电路中起“开关” 的作用。

开关②

弄清了在电源电路中使用半导体元件的“开关” 的工作原理后， 下面我们来了解其他半导体元件的工作原理。
●二极管
电源中使用各种类型的半导体元件，“二极管” 是其中被大量使用的部件。 另外， 很多应用部件都是利用“二极管”
的工作原理制成的， 因此必须对其深入了解。
●二极管的工作原理
下图所示为二极管的工作原理

“阴极” 、“阳极” 分别是二极管引脚的名称。
二极管是通过接合不同特性的半导体（例如： P型半导体和N型半导体） 制作而成的， 可起到“电动阀” 的作用。
●二极管同类元件
上面介绍了二极管起着“电动阀” 的作用， 在应用二极管的部件中， 有“发光二极管（LED） ” 和“光电耦合器” 。 两者
都是不仅用于电源、 还大量用于客户设备的半导体元件， 下面让我们来了解它们的原理。
●发光二极管（LED）
半导体元件之所以能够控制电流， 是因为它们可以控制“电子的流动” 。
由于这是非常专业和深奥的内容， 在此不进行详细说明。 但我们要知道， 发光二极管能够发光与“电子的流动” 有关。
下图所示为发光二极管的结构图。

标有“＋” 和“－” 的是“电子” 。
简单地说， 发光二极管与二极管一样可控制电子的流动， 通过使电子之间相互碰撞， 将此时产生的能量“转换为光
●光电耦合器
光电耦合器是将前面讲到的“晶体管” 与“发光二极管（LED） ” 组合在一起的元件。
如果用电路符号表示光电耦合器， 即如下图所示。

左侧是“发光二极管（LED） ” ， 右侧是称为“光电晶体管” 的“晶体管” 同类元件。
“光电晶体管” 是被称为“受光元件” 的半导体元件， 可对光作出反应进行工作。
光电耦合器在上图所示的1～2之间通电后， 发光二极管（LED） 发光， 3～4之间的光电晶体管接收到该光后作出反应，
产生电流。