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時(shí)間：2023-06-07作者：潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司瀏覽：20

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什么是NPN與PNP型、源型和漏型呢?本文通過(guò)相關(guān)的資料與自己的理解，希望能介紹清楚它們的區(qū)別與關(guān)系。

一、起源

在介紹NPN與PNP之前，我們需要了解一下它的本質(zhì)是什么?NPN與PNP它們中間的字母代表著什么?它指代的是什么東西?

NPN與PNP中的字母，N代表著negative，也就是負(fù)極;P代表Positive，也就是正極。NPN與PNP的表述方式，是為了描述三極管而定義的。三極管根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可以分為NPN型與PNP型，較開(kāi)始是通過(guò)NPN與PNP對(duì)三極管類(lèi)型的稱(chēng)呼。隨著不同類(lèi)型的三極管在電路、傳感器及PLC等產(chǎn)品的使用，將不同類(lèi)型的產(chǎn)品也成為NPN型與PNP型。比如使用NPN三極管設(shè)計(jì)的傳感器，稱(chēng)為NPN型傳感器。

在各類(lèi)的教科書(shū)中，NPN與PNP三極管的結(jié)構(gòu)通常這樣表示，如圖所示：




圖1 NPN和PNP型三極管

再看一下三極管的實(shí)物圖：




圖2 各類(lèi)三極管圖

如果按照書(shū)中的結(jié)構(gòu)圖，我們會(huì)理解成PN節(jié)的各個(gè)區(qū)域?yàn)榫株P(guān)系，但是不是，實(shí)際的三級(jí)管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示：







圖3 三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

在三極管的內(nèi)部，它的結(jié)構(gòu)組成是不同的。在這里需要補(bǔ)充的是，三極管按照結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)區(qū)域，集電區(qū)、基區(qū)和**區(qū)。它們的面積集電區(qū)較大，基區(qū)較小，**區(qū)次之。代號(hào)用小寫(xiě)字母c、b、e表示，它們來(lái)自英文collector、base、emission的首字母。作為應(yīng)用人員，我們需要了解其結(jié)構(gòu)，并知道NPN與PNP較開(kāi)始指的是三極管的型號(hào)，N代表負(fù)極，P代表正極。

二、三極管在PLC中的應(yīng)用

三極管由于其特性，在電路中非常常見(jiàn)，用途也非常廣泛，可作為開(kāi)關(guān)控制、放大信號(hào)等等。我們比較常見(jiàn)的是在PLC及傳感器當(dāng)中，在相關(guān)的電路圖紙當(dāng)中，就可以看到三極管應(yīng)用的電路。這些不同類(lèi)型的三極管在PLC當(dāng)中，具備了不同的特性。在低壓場(chǎng)合下，PNP三極管的使用抗干擾性較強(qiáng)，NPN三極管的使用安全性較好。但是兩者也不能完全這么肯定的說(shuō)，還是需要視具體電路而定。 歐系傾向使用PNP型，而日系較傾向使用NPN型。

較常見(jiàn)的比如傳感器分為NPN型號(hào)與PNP型號(hào)，如圖所示：




圖4 傳感器類(lèi)型

對(duì)于這兩種類(lèi)型的傳感器而言，內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致，只是輸出的信號(hào)不同。對(duì)于NPN型號(hào)傳感器，其輸出為低電平(0V)，對(duì)于PNP型號(hào)傳感器，其輸出為高電平(24V)。

傳感器為什么有不同型號(hào)的區(qū)別，根源在于PLC，因?yàn)镻LC接收不同型號(hào)的輸入信號(hào)。同樣也是兩種類(lèi)型，NPN型和PNP型。在這里以西門(mén)子S7-1200的PLC舉例說(shuō)明。西門(mén)子1200系列的PLC，它的輸入信號(hào)既可以支持NPN信號(hào)，也支持PNP信號(hào)，在進(jìn)行使用的時(shí)候，只需要修改輸入信號(hào)的公共端。




圖5 S7-1200 PLC接線

如圖所示，連接輸入信號(hào)的時(shí)候，只需要修改1M的接入信號(hào)，則可以接入不同的傳感器。比如1M接入“-”，那么輸人信號(hào)則要使用PNP型號(hào)的傳感器，1M接入“ ”，那么輸入信號(hào)則要使用NPN型號(hào)的傳感器。并且需要注意的是，所有使用到1M作為公共端的信號(hào)，其輸入信號(hào)的類(lèi)型必須要一致。

三、源型和漏型

源型和漏型的表達(dá)方式，初源自日本。它是對(duì)NPN與PNP電路的形象表述方式。以接線端子作為參考，電流的流向決定它的稱(chēng)呼。對(duì)于輸入信號(hào)端子，電流向外為漏型，電流先內(nèi)為源性。對(duì)于輸出信號(hào)端子，電流向外為源型，電流向內(nèi)為漏型。輸入和輸出是相反的，但是都有一個(gè)特性是,端子接的0V為漏型，接的24V為源型。




圖6 三菱輸入信號(hào)源型和漏型圖




圖7 三菱輸出信號(hào)源型和漏型圖

雖然在三菱的源型和漏型的規(guī)則是如此，但在西門(mén)子PLC當(dāng)中，叫法則不同，兩者剛好相反。如圖所示：




圖8 西門(mén)子PLC接線中的源型和漏型

由于這兩者的不同，源型和漏型才會(huì)被混淆。在工作當(dāng)中，為避免不必要的麻煩，不建議大家使用源型和漏型的叫法，可以使用NPN或者是PNP的稱(chēng)呼。當(dāng)我們使用NPN和PNP的時(shí)候，那么很自然的就將信號(hào)理解為高低電平(24V與0V)，也不太容易混淆。

四、總結(jié)

在本文當(dāng)中，根據(jù)三極管型號(hào)的不同，將NPN與PNP的概念拓展到各種的場(chǎng)合，包括NPN與PNP類(lèi)型的電路、NPN與PNP型號(hào)的傳感器、NPN與PNP型號(hào)的PLC。由于日系的PLC產(chǎn)品性?xún)r(jià)比好，國(guó)內(nèi)廣大從業(yè)者又認(rèn)識(shí)了源型和漏型的概念。源型和漏型它是日本人對(duì)NPN與PNP的概念具象化的表示，它按照電流的方向作為劃分依據(jù)。以自身作為研究對(duì)象，電流方向向外稱(chēng)為源型，電流方向向內(nèi)稱(chēng)為漏型。源型和漏型在西門(mén)子的產(chǎn)品當(dāng)中又有不同的表達(dá)，兩者剛好相反。








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