在處理離散輸入或輸出時(shí)，我們必須了解設(shè)備是灌電流還是源極。這些術(shù)語是指哪個(gè)設(shè)備提供電源，哪個(gè)設(shè)備提供接地，因?yàn)閮烧弑仨毷冀K存在。
　　灌電流輸入提供接地，而源極輸入提供電源。灌電流設(shè)備接線不正確可能會(huì)損壞設(shè)備，因?yàn)槟鷮⒁韵喾吹姆较蚴┘与娏?。在許多典型的控制系統(tǒng)中，輸出模塊是源極的，輸入模塊是下沉的。因此，如果我們將源輸出模塊連接到灌電流輸入設(shè)備，系統(tǒng)將正確檢測(cè)輸出的狀態(tài)。
　　在我們研究 NPN 和 PNP 的晶體管項(xiàng)之前，下圖顯示了一個(gè)灌入的 PLC 輸入，我們可以看到電壓將被開關(guān)打開或關(guān)閉，PLC 會(huì)將其識(shí)別為輸入 ON 或 OFF?！　Ч嚯娏?PLC 輸入接線圖的源頭開關(guān)

　　圖 1.使用機(jī)電開關(guān)提供電流（尚無晶體管）的灌電流 PLC 輸入的簡化版本。圖片由Control Automation提供
　　下圖顯示了源極PLC輸入，我們可以看到接地或公共連接通過開關(guān)而不是電源。
　　需要注意的是，在任何一種情況下都可以連接同一臺(tái)交換機(jī)。開關(guān)本身并不局限于源極或下沉?！　г碢LC輸入接線圖的沉降開關(guān)

　　圖2. 使用機(jī)電開關(guān)為公共返回路徑（尚無晶體管）供電的源極 PLC 輸入的簡化版本。圖片由Control Automation提供
　　傳感器中的 NPN 和 PNP 晶體管
　　3 線傳感器還定義了灌電流和拉電流類型，但它們通常稱為 NPN 或 PNP。負(fù)-正-負(fù) （NPN） 等同于下沉，正-負(fù)-正 （PNP） 相當(dāng)于源。
　　這些術(shù)語通常與傳感器或繼電器一起使用，用于定義設(shè)備需要如何接線。激活后，NPN 傳感器將啟用接地路徑（直流共回路）。如果我們看一個(gè)有基極 （B）、發(fā)射極 （E） 和集電極 （C） 的晶體管，當(dāng)基極存在足夠的正電流時(shí)，電流將從集電極流向發(fā)射極。
　　此示例顯示了當(dāng)向傳感器呈現(xiàn)特定波長的光（通常為可調(diào)強(qiáng)度）時(shí)，NPN 光學(xué)光電傳感器如何提供所需的電流。PLC提供信號(hào)線電流，傳感器通電時(shí)會(huì)有少量電流流向藍(lán)線。該模塊會(huì)將其識(shí)別為“通電”或“真實(shí)”信號(hào)?！　PN傳感器內(nèi)部有什么，或者下沉傳感器內(nèi)部有什么？

　　圖3. NPN灌電流傳感器的電路圖，顯示了公認(rèn)的3線傳感器連接顏色和源PLC模塊。圖片由Control Automation提供
　　PNP 傳感器的工作方式相反——當(dāng)傳感器被激活時(shí)，信號(hào)端子將具有電壓;當(dāng)傳感器未激活時(shí)，信號(hào)將為零伏。晶體管也是如此。對(duì)于PNP晶體管，當(dāng)基極具有足夠的電流路徑時(shí)，電流將從發(fā)射極流向集電極和基極。
　　由于傳感器的功能會(huì)根據(jù)傳感器是 PNP 還是 NPN 而變化，因此了解您使用的傳感器類型非常重要。由于晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是兩個(gè)相對(duì)的二極管，如果使用錯(cuò)誤類型的傳感器，來自PLC的電流就無法流動(dòng)。因此，如果使用錯(cuò)誤的傳感器類型，信號(hào)將始終顯示為“false”或“l(fā)ow”?！　NP 傳感器內(nèi)部有什么，或者采購傳感器內(nèi)部有什么？

　　圖4. PNP 源傳感器的電路圖顯示了公認(rèn)的 3 線傳感器連接顏色。圖片由Control Automation提供
　　為什么有NPN傳感器和PNP傳感器？
　　這一切可能看起來令人困惑，您可能想知道為什么我們甚至有不同類型的傳感器和晶體管。有幾個(gè)原因，一個(gè)是位置。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，PNP 傳感器在北美很常見，但這不是硬性規(guī)定。
　　在北美，沒有電氣安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用 PNP 傳感器;但是，請(qǐng)考慮整個(gè) I/O 系統(tǒng)。PNP 源極傳感器與灌電流控制器輸入模塊相匹配。每個(gè)輸入端子都通過模塊內(nèi)部接地。如果電線與金屬機(jī)箱接觸，則結(jié)果是端子處于非活動(dòng)狀態(tài)。相反，NPN傳感器需要一個(gè)在每個(gè)輸入端子上都帶有帶電24 V電壓的源極模塊。如果現(xiàn)在有任何電線松動(dòng)，就會(huì)發(fā)生接地故障。
　　另一方面，NPN 晶體管可以比等效的 PNP 器件更快地傳輸信號(hào)，因?yàn)?N（負(fù)）變化粒子的電子遷移率比硅器件中的 P（正）帶電空穴快得多。因此，對(duì)于高速開關(guān)應(yīng)用，如高速編碼器信號(hào)或PWM（脈寬調(diào)制）控制，您可能需要考慮NPN型I/O模塊。
　　在許多器件中，NPN晶體管是首選的電流放大器，因?yàn)樗鼘?duì)基極輸入端的正電壓做出反應(yīng)。這意味著典型的控制器，如小型Arduino和類似平臺(tái)，可以很容易地驅(qū)動(dòng)NPN晶體管。然而，采購傳感器結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)意味著 PNP 是許多傳感器應(yīng)用的首選。
　　關(guān)于 NPN 和 PNP 輸出安全的說明
　　在考慮可能造成傷害的輸出模塊、安全系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)設(shè)備時(shí)，我們應(yīng)該使用 PNP 輸出或源式繼電器連接，因?yàn)榭赡軙?huì)發(fā)生意外運(yùn)動(dòng)。這與電源側(cè)和地側(cè)開關(guān)的概念密切相關(guān)。
　　對(duì)于NPN設(shè)備，信號(hào)連接找到接地的場景將激活設(shè)備。這意味著，如果電纜磨損并暴露出信號(hào)線，而該線恰好自行接地，則可能會(huì)發(fā)生意外運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榭刂七\(yùn)動(dòng)的設(shè)備將被繞過。當(dāng)人們?cè)诶锩媸匦l(wèi)和處理設(shè)備時(shí)，可能會(huì)發(fā)生這種情況。有些人可能會(huì)爭辯說，切換負(fù)極可以減少拱形閃光并減少觸點(diǎn)的磨損。雖然對(duì)于大電流電路來說可能是正確的，但控制電路通常使用低電壓、~24 VDC 和低電流?！　PN 和 PNP 輸出的比較，以及如果發(fā)生故障（紅色虛線）可能發(fā)生的情況。

　　圖5. NPN 和 PNP 輸出的比較，以及如果發(fā)生故障（紅色虛線）可能發(fā)生的情況。圖片由歐姆龍自動(dòng)化提供
　　在使用 PNP（源極）模塊控制灌電流負(fù)載的更安全版本中，接地信號(hào)線的情況將繞過負(fù)載，而不是控制。控制模塊可能會(huì)有一些過流損壞，但運(yùn)動(dòng)裝置不會(huì)被激活，從而實(shí)現(xiàn)了更高的安全性。