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NPN与PNP型传感器输出信号的区别到底在哪?

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qbwww|  楼主 | 2021-7-7 21:13 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
首先是不得不说的三极管
三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。

晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其中,N是负极的意思(代表英文中Negative),N型半导体在高纯度硅中加入磷取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而P是正极的意思(Positive)是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的。三极管的放大倍数与其物理结构有关,选择三极管时放大倍数β是必须考虑的重要技术指标之一,三极管的电流方向以及三个极之间的电流关系如下图,IC=βIB,IE=IB+IC

简单介绍下三极管饱和、放大和截止三个工作区间(详细信息请自行查阅模电课本)
  • 截止状态: 当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
  • 放大状态: 当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。
  • 饱和导通: 当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。
根据三极管工作时各个电极的电位高低,就能判别三极管的工作状态,因此,电子维修人员在维修过程中,经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压,从而判别三极管的工作情况和工作状态。
简单介绍三极管常见的三种用法
  • (1)驱动放大,一般单片机、DSP、ARM、CPLD/FPGA等CPU的IO口驱动电流比较弱,无法直接驱动负载,最常用的是使用三极管进行电流驱动能力放大,如下图所示为驱动LED灯,可以根据实际需要变换为其它负载,比如继电器、电机等;+5V电源也可以改变,比如12V/24V等,但所选三极管必须能够承受这个电压。


  • (2)逻辑取反,如下图所示,使用NPN三极管进行取反,十分方便,输入为高电平时,输出为低;输入为低电平时,输出为高(5V)。


  • (3)当电子开关使用,当电子开关时一般使用三极管的饱和区,通过控制基极使三极管处于饱和或截止区,从而实现三极管开通或断开,起到开关的作用。

选用三极管时要注意其参数,主要为直流参数、交流参数、极限参数、特征频率。三极管的参数是使用与选用三极管时的重要依据,为此了解三极管的参数可避免选用或使用不当而引起管子的损坏。
ok 言归正传,NPN与PNP型传感器输出信号的区别到底在哪呢?
NPN与PNP型传感器其实就是利用三极管的饱和与截止,输出两种状态,数据开关型传感器。但是二者输出信号是截然相反的,即高电平和低电平的区别。NPN输出是低电平0,PNP输出的是高电平1。
PNP与NPN型传感器一般有三条引出线,即电源线VCC、GND,OUT信号输出线


两者如何区分呢?
1、PNP类
PNP是指当有信号触发时,信号输出线OUT和电源线VCC连接,相当于输出高电平的电源线。对于PNP NO型,在没有信号触发时,输出线是悬空的,就是VCC电源线和OUT线断开。有信号触发时,发出与VCC电源线相同的电压,也就是OUT线和电源线VCC连接,输出高电平VCC。对于PNP-NC型,在没有信号触发时,发出与VCC电源线相同的电压,也就是OUT线和电源线VCC连接,输出高电平VCC。当有信号触发后,输出线是悬空的,就是VCC电源线和OUT线断开。对于PNP-NC+NO型,其实就是多出一个输出线OUT,根据需要取舍。
2、NPN类
NPN是指当有信号触发时,信号输出线OUT和0v线连接,相当于输出低电平0V。对于NPN-NO型,在没有信号触发时,输出线是悬空的,就是0v线和OUT线断开。有信号触发时,发出与0V相同的电压,也就是OUT线和0V线连接,输出输出低电平OV。对于NPN NC型在没有信号触发时,发出与0V线相同的电压,也就是OUT线和0V线连接,输出低电平0V。当有信号触发后,输出线是悬空的,就是0V线和OUT线断开。对于NPN-NC+NO型类似,多出一个输出线OUT,及两条信号反相的输出线,根据需要取舍。

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Mike332| | 2021-7-12 20:00 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:15 编辑

kankan。

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板凳
古彤霞| | 2021-7-12 20:01 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:15 编辑

好资料,感谢分享!!!!!。

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地板
西门楠楠| | 2021-7-12 20:01 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:16 编辑

谢谢分享学习了。

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5
许寻云| | 2021-7-12 20:02 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:16 编辑

thank you for your share。

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6
云以云| | 2021-7-12 20:02 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:16 编辑

好人一生平安。

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7
赵子凡| | 2021-7-12 20:03 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:16 编辑

收藏一下。

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8
Jim789| | 2021-7-12 20:03 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:16 编辑

很好的资料。

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9
John11111| | 2021-7-12 20:03 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:17 编辑

看样子确实不错,谢谢分享。

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10
Needham| | 2021-7-12 20:04 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:17 编辑

好东西,谢谢楼主分享。

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11
Fowler556| | 2021-7-12 20:04 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:17 编辑

谢谢大佬讲解分享!。

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12
Howard1980| | 2021-7-12 20:05 | 只看该作者
本帖最后由 qbwww 于 2021-7-12 20:17 编辑

好**哦。

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