2017年5月8日 星期一

基本元件介紹 - 電晶體

電晶體,其實在電控元件裡面,使用到非常非常多。
只是都包在sensor 或是PLC內部,而非單獨使用。

//本篇只舉常見的BJT電晶體

1.電晶體的電控符號:









上面的是PNP電晶體,常見於PNP的感測器SENSOR內部。
下面的是NPN電晶體,常見於NPN的感測器SENSOR內部。

主要的差別就是箭頭的方向:
PNP是向「內」
NPN是向「外」

2.電晶體的基本特性:
以NPN電晶體來說明:(以電控常用的開關特性)

當B-E極沒有電壓差時,C-E可以視為開路、斷路、不導通。
當B-E極有順向電壓差>0.7v時,C-E極可視為短路、閉路,導通。  (順向指的是:B 的電壓 > E )


我們以常見的三線式NPN感測器來說明:


棕色為電壓+24V
藍色為0V。

黑色為負載(PLC的輸入點),會輸出什麼呢?  ON?  OFF?

其中我們可以看到,感測器廠商提供的電路圖,就有一個NPN電晶體。
而且C極就是接在負載端的一側。

從上面的文章知道 C極跟E極之間,有可能是開路、或短路兩種情形。
C-E開路時:負載(燈泡)兩端,一端是24V,另一端開路沒接,當然不會有輸出(亮)。
C-E短路時:負載(燈泡)兩端,一端是24V,另一端短路(C-E),而E極是0V。負載兩端有24V的壓差,所以會有輸出(亮)

所以我們可以得到結論:
感測器,控制NPN電晶體的B極,
如果B極超過0.7V時,C-E短路C極會有0V電壓,負載兩端可以得到24V的壓差。
如果B極<0.7V時,C-E開路,C極視為開路,負載因此得不到24V的壓差,所以不會有輸出。

簡單的結論:(不完全正確,但大多數時正確。)
要判斷這個SENSOR輸出(C極)的電壓是什麼,
就看E極接什麼,
當導通ON時,輸出就會等於E極電壓。
當OFF時,輸出就示為開路。

================
接下來看PNP電晶體的電路:

PNP電晶體
棕色:E極是接到24V
黑色:C極一樣是接在負載的一端
藍色:0V,接在負載的另一端

PNP電晶體,跟NPN不同是:
B極電壓 < E極電壓才會導通。
所以當E極電壓是24V時,B極要小於23.3V,才會導通,C-E導通。

所以負載的電壓變化為:
ON時:C-E短路,會有24V
OFF時:C-E開路,沒有電壓。

所以PNP的感測器輸出:是24V 跟 開路,兩種變化。

而之前的NPN感測器輸出是:0V 跟 開路,兩種變化。

後續會配合PLC的輸入接點來說明。


沒有留言:

張貼留言