在處理離散輸入或輸出時(shí)，我們必須了解設(shè)備是漏型還是源型。這些術(shù)語指的是哪個(gè)設(shè)備提供電源以及哪個(gè)設(shè)備提供接地，因?yàn)閮烧弑仨毷冀K存在。
　　漏極輸入提供接地，而源極輸入提供電源。錯(cuò)誤地連接漏電流設(shè)備可能會(huì)損壞設(shè)備，因?yàn)槟鷷?huì)沿相反方向施加電流。在許多典型的控制系統(tǒng)中，輸出模塊是源型的，輸入模塊是漏型的。因此，如果我們將源輸出模塊連接到漏輸入設(shè)備，系統(tǒng)將正確檢測輸出的狀態(tài)?！　≡谖覀冄芯縉PN和PNP的晶體管術(shù)語之前，下圖直接顯示了一個(gè)漏型PLC輸入，我們可以看到電壓將通過開關(guān)打開或關(guān)閉，PLC將其識(shí)別為輸入ON或OFF。

　　源型開關(guān)與漏型PLC輸入接線圖
　　圖 1. 使用機(jī)電開關(guān)提供電流的漏型 PLC 輸入的簡化版本（尚無晶體管）。圖片由Control Automation提供
　　下圖顯示了一個(gè) PLC 輸入源，我們可以看到接地或公共連接通過開關(guān)而不是電源。
　　值得注意的是，在這兩種情況下都可以連接同一個(gè)交換機(jī)。開關(guān)本身不限于源型或漏型?！　÷┬烷_關(guān)與源型PLC輸入接線圖

　　圖 2.使用機(jī)電開關(guān)提供公共返回路徑（尚無晶體管）的源 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 線傳感器也具有定義的漏型和源型類型，但通常稱為 NPN 或 PNP。負(fù)-正-負(fù) (NPN) 相當(dāng)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，定義設(shè)備需要如何接線。激活后，NPN 傳感器將啟用一條接地路徑（直流公共回路）。如果我們觀察一個(gè)具有基極 (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。
　　此示例展示了當(dāng)特定波長的光（通常強(qiáng)度可調(diào)節(jié)）出現(xiàn)在傳感器上時(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，或者下沉式傳感器內(nèi)部有什么？

　　圖 3. NPN 漏型傳感器的電路圖，顯示了公認(rèn)的 3 線傳感器連接顏色和源型 PLC 模塊。圖片由Control Automation提供
　　PNP 傳感器的工作原理相反，當(dāng)傳感器被激活時(shí)，信號(hào)端將有電壓；當(dāng)傳感器被激活時(shí)，信號(hào)端將有電壓。當(dāng)傳感器未激活時(shí)，信號(hào)為零伏。晶體管也是如此。對于PNP晶體管，當(dāng)基極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)相對的二極管，如果使用錯(cuò)誤類型的傳感器，來自 PLC 的電流將無法流動(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“假”或“低”?！　NP 傳感器內(nèi)部有什么，或者源傳感器內(nèi)部有什么？

　　圖 4. PNP 源型傳感器的電路圖，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？
　　這可能看起來很令人困惑，您可能想知道為什么我們有不同類型的傳感器和晶體管。原因有很多，其中之一就是位置。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，PNP 傳感器在北美很常用，但這并不是硬性規(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，請考慮整個(gè) I/O 系統(tǒng)。 PNP 源型傳感器與漏型控制器輸入模塊相匹配。每個(gè)輸入端子均通過模塊內(nèi)部接地。如果電線接觸金屬機(jī)器底盤，結(jié)果將是一個(gè)不活動(dòng)的端子。相反，NPN 傳感器需要一個(gè)在每個(gè)輸入端子處具有 24 V 實(shí)時(shí)電壓的供電模塊。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 晶體管可以比同等 PNP 器件更快地傳輸信號(hào)，因?yàn)楣杵骷?N（帶負(fù)）電荷的粒子的電子遷移率比 P（帶正）電荷的空穴快得多。因此，對于高速編碼器信號(hào)或 PWM（脈寬調(diào)制）控制等高速開關(guān)應(yīng)用，您可能需要考慮 NPN 型 I/O 模塊。
　　NPN 晶體管在許多器件中優(yōu)選用作電流放大器，因?yàn)樗鼘鶚O輸入端的正電壓做出反應(yīng)。這意味著典型的控制器（例如小型 Arduino 和類似平臺(tái)）可以輕松驅(qū)動(dòng) NPN 晶體管。然而，采購傳感器結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢意味著 PNP 是許多傳感器應(yīng)用的首選。
　　NPN 和 PNP 輸出安全注意事項(xiàng)
　　當(dāng)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 輸出或源型繼電器連接，因?yàn)榭赡軙?huì)出現(xiàn)意外運(yùn)動(dòng)。這與電源側(cè)和接地側(cè)切換的概念密切相關(guān)。
　　對于 NPN 設(shè)備，信號(hào)連接找到接地的情況會(huì)激活該設(shè)備。這意味著，如果電纜磨損并暴露信號(hào)線，并且該線恰好自行接地，則可能會(huì)出現(xiàn)意外運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榭刂七\(yùn)動(dòng)的設(shè)備將被繞過。當(dāng)人們在里面看守和操作設(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)極可以減少電弧閃光并減少觸點(diǎn)的磨損。雖然這對于較大電流電路可能是正確的，但控制電路通常使用低電壓、~24 VDC 和低電流。　　NPN 和 PNP 輸出的比較以及發(fā)生故障（紅色虛線）時(shí)可能發(fā)生的情況。

　　圖 5. NPN 和 PNP 輸出的比較以及發(fā)生故障（紅色虛線）時(shí)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）模塊來控制灌電流負(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)出現(xiàn)一些過流損壞，但不會(huì)啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)裝置，安全性較高。