Τα τρανζίστορ NPN και PNP είναι δύο τύποι που χρησιμοποιούνται συνήθως στα κυκλώματα. Διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στα συστήματα βιομηχανικού αυτοματισμού και ελέγχου. Αυτό το άρθρο θα εξηγήσει τις διαφορές μεταξύ των τρανζίστορ NPN και PNP και θα περιγράψει τον τρόπο καλωδίωσης τους με ένα PLC.
I. Διαφορές μεταξύ τρανζίστορ NPN και PNP
Δομή
Ένα τρανζίστορ NPN αποτελείται από μια στρώση ημιαγωγού τύπου N-που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο στρώματα ημιαγωγού τύπου P-. Ένα τρανζίστορ PNP, αντιστρόφως, περιλαμβάνει ένα στρώμα ημιαγωγού τύπου P{3}} που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο στρώματα ημιαγωγού τύπου N-.
Λειτουργική Αρχή
Όταν ένα τρανζίστορ NPN λαμβάνει ένα σήμα θετικής τάσης στη βάση του, επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει από τον συλλέκτη προς τον πομπό. Ένα τρανζίστορ PNP, όταν λαμβάνει αρνητικό σήμα τάσης στη βάση, θα εξάγει ρεύμα από τον πομπό στον συλλέκτη.
Σύμβολα κυκλώματος
Στο σύμβολο κυκλώματος για ένα τρανζίστορ NPN, το βέλος δείχνει προς τη βάση του τρανζίστορ. Στο σύμβολο του κυκλώματος για ένα τρανζίστορ PNP, το βέλος δείχνει προς τον πομπό του τρανζίστορ.
II. Πώς να συνδέσετε τρανζίστορ NPN και PNP σε ένα PLC
Το PLC είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο αυτοματοποιημένου εξοπλισμού. Δέχεται ψηφιακά σήματα εισόδου και εκτελεί λογικές λειτουργίες βασισμένες σε προ{1}ρυθμισμένα προγράμματα για την έξοδο σημάτων ελέγχου. Τα τρανζίστορ NPN και PNP μπορούν να συνδεθούν σε ένα PLC για ψηφιακές λειτουργίες εισόδου και εξόδου.
Καλωδίωση τρανζίστορ NPN
Τα τρανζίστορ NPN χρησιμοποιούνται συνήθως ως ψηφιακοί διακόπτες, που χρησιμεύουν ως είσοδοι PLC για τον έλεγχο της ενεργοποίησης του εξοπλισμού. Η διαμόρφωση καλωδίωσης για τη σύνδεση ενός τρανζίστορ NPN σε ένα PLC απεικονίζεται παρακάτω:
Διάγραμμα καλωδίωσης NPN
Στο παραπάνω διάγραμμα, η παροχή ρεύματος είναι 24V DC. Ο συλλέκτης του τρανζίστορ NPN συνδέεται στον θετικό ακροδέκτη του τροφοδοτικού και ο πομπός συνδέεται στον ακροδέκτη εισόδου του PLC. Όταν η βάση του τρανζίστορ NPN δέχεται θετική τάση, επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει από τον συλλέκτη προς τον πομπό. Σε αυτό το σημείο, η είσοδος PLC ανιχνεύει ένα σήμα υψηλού-επιπέδου. Όταν η βάση του τρανζίστορ NPN δεν δέχεται θετική τάση, η είσοδος PLC ανιχνεύει ένα σήμα χαμηλής-στάθμης.
Καλωδίωση τρανζίστορ PNP
Τα τρανζίστορ PNP μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως ψηφιακοί διακόπτες, χρησιμεύοντας ως είσοδοι σε PLC για τον έλεγχο της ενεργοποίησης του εξοπλισμού. Η σύνδεση καλωδίωσης μεταξύ τρανζίστορ PNP και PLC φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα:
Διάγραμμα καλωδίωσης PNP
Στο παραπάνω διάγραμμα, η παροχή ρεύματος είναι 24V DC. Ο πομπός του τρανζίστορ PNP συνδέεται στον θετικό ακροδέκτη του τροφοδοτικού, ενώ ο συλλέκτης στον ακροδέκτη εισόδου του PLC. Όταν η βάση του τρανζίστορ PNP δέχεται αρνητική τάση, επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει από τον πομπό στον συλλέκτη. Σε αυτό το σημείο, η είσοδος PLC ανιχνεύει ένα σήμα χαμηλού- επιπέδου. Όταν η βάση του τρανζίστορ PNP δεν δέχεται αρνητική τάση, η είσοδος PLC ανιχνεύει ένα σήμα υψηλού-επιπέδου.
Καλωδίωση ακροδέκτη εξόδου
Εκτός από το να χρησιμεύουν ως ακροδέκτες εισόδου, τα τρανζίστορ NPN και PNP μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως ψηφιακές έξοδοι. Συνδέστε τα στους ακροδέκτες εξόδου του PLC για να ελέγξετε τους διακόπτες ισχύος του εξοπλισμού. Η μέθοδος καλωδίωσης για τα τρανζίστορ NPN και PNP είναι πανομοιότυπη με αυτή για τους ακροδέκτες ψηφιακής εξόδου του PLC.
Διάγραμμα καλωδίωσης NPN και PNP
Ο ακροδέκτης εξόδου PLC και ο αρνητικός ακροδέκτης του τροφοδοτικού συνδέονται με τον πομπό του τρανζίστορ NPN ή PNP. Ο συλλέκτης του τρανζίστορ συνδέεται στον αρνητικό ακροδέκτη της συσκευής, ενώ ο θετικός ακροδέκτης της συσκευής συνδέεται στον θετικό ακροδέκτη του τροφοδοτικού. Όταν ο ακροδέκτης εξόδου PLC εξάγει ένα σήμα υψηλού- επιπέδου, η βάση του τρανζίστορ λαμβάνει ένα σήμα θετικής τάσης, επιτρέποντας στο ρεύμα να ρέει από τον πομπό προς τον συλλέκτη, ενεργοποιώντας έτσι τη συσκευή. Όταν ο ακροδέκτης εξόδου PLC εξάγει σήμα χαμηλής-στάθμης, η βάση του τρανζίστορ δεν λαμβάνει σήμα τάσης, με αποτέλεσμα η συσκευή να απενεργοποιείται-.
III. Περίληψη
Τα τρανζίστορ NPN και PNP παίζουν κρίσιμους ρόλους στα συστήματα βιομηχανικού αυτοματισμού και ελέγχου. Μπορούν να λειτουργήσουν ως ψηφιακά τερματικά εισόδου και εξόδου για τον έλεγχο της μεταγωγής αυτοματοποιημένου εξοπλισμού. Η διαμόρφωση καλωδίωσης για τρανζίστορ NPN και PNP εξαρτάται από την εφαρμογή τους. Κατά την επιλογή τρανζίστορ και καλωδίωσης PLC, οι επιλογές πρέπει να γίνονται με βάση συγκεκριμένες λειτουργικές απαιτήσεις.