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npn开关

下面主要通过使用NPN三极管进行开关电路设计，PNP三极管的开关电路与NPN的类似。

一、三极管开关电路设计的可行性及必要性

可行性：用过三极管的人都清楚，三极管有一个特性，就是有饱和状态与截止状态，正是因为有了这两种状态，使其应用于开关电路成为可能。必要性：假设我们在设计一个系统电路中，有些电压、信号等等需要在系统运行过程中进行切断，但是又不能通过机械式的方式切断，此时就只能通过软件方式处理，这就需要有三极管开关电路作为基础了。

二、三极管基本开关电路概述

如下（图.1）就是一个最基本的三极管开关电路，NPN的基极需连接一个基极电阻（R2）、集电极上连接一个负载电阻（R1）

首先我们要清楚当三极管的基极没有电流时候集电极也没有电流，三极管处于截止状态，即断开；当基极有电流时候将会导致集电极流过更大的放大电流，即进入饱和状态，相当于关闭。当然基极要有一个符合要求的电压输入才能确保三极管进入截止区与饱和区。

图.1 NPN基本开关电路

三、三极管开关电路设计及分析

（1）截止区、饱和区条件

1、进入截止区条件：上面提到了要使三级管进入截止区的条件是当基极没有电流时候，但是在什么情况下能达到此要求呢？对硅三极管而言，其基极跟发射极接通的正向偏压约为0.6V，因此欲使三极管截止，基极输入电压（Vin）必须低于0.6V，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了令三极管必定处于截止状态，往往使Vin值低于0.3V。当然基极输入电压愈接近0V愈能保证三极管必处于截止状态。

2、进入饱和区条件：首先集电极要接一个负载电阻R1，基极要接一个基极电阻R2，如图.1所示。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与发射极必须短路。因此必须使Vin达到足够高的电位，以驱动三极管进入饱和工作区工作。三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几

乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，如此则Vce便接近于0，而使三极管的集电极和发射极几乎呈短路。在理想状况下，根据欧姆定律，三极管呈饱和时，

1）集电极饱和电流应该为:

Ic(饱和)=Vcc/R1------------------（公式1）集电极饱和电流

2）基极电流最少应为：

Ib(饱和)=Ic(sat)/β=Vcc/(β*R1)--------（公式2）基极饱和电流上式表达出了Ic和Ib之间的基本关系，式中的β值代表三极管的直流电流增益，对某些三极管而言，其交流β值和直流β值之间有着甚大的差异。欲使开关闭合，则其Vin值必须够高，以送出超过或等于（公式2）式所要求的最低基极电流。由于基极回路只是一个基极电阻、基极与发射极接面的串联电路，故Vin可由下式来求解：

3）基极输入电压Vin最少应为：

Vin=Ib(饱和)*R2 + 0.6V=====》Vin=（+0.6V*Vcc*R2）/（β*R1）----（公式3）基极饱和输入电压

一旦基极电压超过或等于(公式3)式所求得的数值，三极管便导通，即进入饱和区，使全部的供应电压均跨在负载电阻R1上，而完成了开关的闭合动作。

（2）实例分析之用三极管做为灯泡开关

如下电路图.2所示，灯泡的内阻为16欧姆，基极串接电阻为1K，三极管的直流电流增益为150，现在我们要确定Vin的电压为多少时候可以使三极管处于截止、饱和状态，即可以使灯泡点亮或者熄灭。

图.2

1、灯泡熄灭

只要Vin小于0.3V，此时三极管进入截止区，集电极没有电流流过，灯泡自然就熄灭了。

2、灯泡点亮

要使灯泡点亮，则三极管的集电极必须有电流流过，即要进入饱和区。根据公式可计算出:集电极的饱和电流为（根据公式1）：Ic(饱和)=24V/16R=1.5A

基极饱和电流为（根据公式2）：Ib(饱和)=24V/(150*16)=10mA

基极输入电压为(根据公式3)：Vin=10mA*1K+0.6V=10.6V

所以，当Vin大于或等于10.6V时候，灯泡就会点亮；反之，当Vin小于或等于0.3V时候，灯泡会熄灭。

由此例子可以看出，欲利用三极管开关来控制大到1.5A的负载电流的启闭动作，只须要利用甚小的控制电压和电流即可。此外，三极管虽然流过大电流，却不须要装上散热片，因为当负载电流流过时，三极管呈饱和状态，其Vce趋近于零，所以其电流和电压相乘的功率之非常小，根本不须要散热片。

（2）实例分析之用三极管做为电压输出开关

1、供电电压Vcc=9V；Vin使用MCU的GPIO口控制，输出电压为：0V与3.3V；要求Vout的输出电压为4V/10mA。

2、9014的技术参数：

集电极最大耗散功率PCM＝0.4W（Tamb=25℃）

集电极最大允许电流ICM=0.1A

集电极基极击穿电压BVCBO=50V

集电极发射极击穿电压BVCEO=45V

发射极基极击穿电压BVEBO=5V

基极发射极饱和压降VBE(sat)=1V (IC=100mA; IB=5mA)

β=150

图.3

3、计算集电极上的电阻（R1)的值

集电极最大允许电流ICM=0.1A，所以R1=Vcc/0.1A=9V/0.1A=90R，所以最小集电极的电阻为90R，我们不妨定R1的电阻为10K。所以我们取R1=10K。由于Vout的电流输出最大为10mA，为了留够余量所以定为20mA或者30mA。

现在我们定为20mA，R1的功率为PR1=20mA*4V=0.08W<1/8。最后我们就可以定R1为10K贴片电阻（1/8W）。

4、计算负载电阻（R3的值）

当Vin=0V时候，三极管截止，9014的集电极没有电流流过，Vout的值是由R1、R2这两个电阻分压得来的。根据分压我们就可以算出R3的电阻值了：

R3=（R1*Vout）/（Vcc-Vout）=（10K*4V）/（9V-4V）=8K

由于8K电阻比较难买到，所以我们定一个较常见的8.2K，所以

R3=8.2K贴片电阻（1/8W）。

5、计算基极电阻（R2的值）

我们已经知道了Vin的上限为3.3V，根据公式1、2、3就可以计算出R2的值了：

R2=（Vin-Vbe）*β*R1/VCC=（3.3V-1V）*150*10K/9V=383K，最后定R2=370K/贴片电阻

确定的参数：R1=10K/0603

R2=370K/0603

R3=8.2K/0603

测试结果：

Vin=3.3V时候：测试Vbe=0.567V接近于0.6V，三极管已经进入饱和区。

万用表上显示的是Vout为0.1V，实际上就是Vce=0.1V<<4V。

Vin=0V时候：万用表上显示的是Vout为4.06V，即符合当初设想的4V电压输出。

接近开关工作原理,及接线图

接近开关工作原理，及接线图发布者：david 发布时间：2011-4-20 13:30:02 阅读：607次接近开关工作原理 1、概述接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。根据操作原理，接近传感器大致可以分为以下三类：利用电磁感应的高频振荡型，使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。特点： ●非接触检测，避免了对传感器自身和目标物的损坏。 ●无触点输出，操作寿命长。 ●即使在有水或油喷溅的苛刻环境中也能稳定检测。 ●反应速度快。 ●小型感测头，安装灵活。 2、类型（1）按配置来分

（2）、按检测方法分 ●通用型：主要检测黑色金属（铁）。 ●所有金属型：在相同的检测距离内检测任何金属。 ●有色金属型：主要检测铝一类的有色金属。 3、高频振荡型接近传感器的工作原理电感式接近传感器由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物体接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以至停振。振荡器的振荡及停振这二种状态，转换为电信号通过整形放大转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。下面为详细介绍：（1）通用型接近传感器的工作原理

振荡电路中的线圈L产生一个高频磁场。当目标物接近磁场时，由于电磁感应在目标物中产生一个感应电流（涡电流）。随着目标物接近传感器，感应电流增强，引起振荡电路中的负载加大。然后，振荡减弱直至停止。传感器利用振幅检测电路检测到振荡状态的变化，并输出检测信号。

振幅变化的程度随目标物金属种类的不同而不同，因此检测距离也随目标物金属的种类不同而不同。（2）所有金属型传感器的工作原理所有金属型传感器基本上属于高频振荡型。和普通型一样，它也有一个振荡电路，电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率。目标物接近传感器时，不论目标物金属种类如何，振荡频率都会提高。传感器检测到这个变化并输出检测信号。（3）有色金属型传感器工作原理

三极管开关电路工作原理解析

三极管开关电路工作原理解析图一所示是NPN三极管的共射极电路，图二所示是它的特性曲线图，图中它有3 种工作区域：截止区(C utoff Region)、线性区(Active Region) 、饱和区(Saturation Region)。三极管是以B 极电流IB 作为输入，操控整个三极管的工作状态。若三极管是在截止区，IB 趋近于0 (VBE 亦趋近于0)，C 极与E 极间约呈断路状态，IC = 0，VCE = VCC。若三极管是在线性区，B-E 接面为顺向偏压，B-C 接面为逆向偏压，I B 的值适中(VBE = 0.7 V)，I C =h F E I B 呈比例放大，Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFE I B可被IB 操控。若三极管在饱和区，IB 很大，VBE = 0.8 V，VCE = 0.2 V，VBC = 0.6 V，B-C 与B -E 两接面均为正向偏压，C-E间等同于一个带有0.2 V 电位落差的通路，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc ，I c 与IB 无关了，因此时的IB大过线性放大区的IB 值，Ic

图3、截止态如同断路线图图4、饱和态如同通路实验：三极管的开关作用简单三极管开关：电路如图5，电阻RC是LED限流用电阻，以防止电压过高烧坏LED（发光二极管），将输入信号VIN 从0 调到最大(等分为约20 个间隔)，观察并记录对的VOUT 以及LED 的亮度。当三极管开关为断路时，VOUT =VCC =12 V，LED 不亮。当三极管开关通路时，VOUT = 0.2V ，LED 会亮。改良三极管开关：因为三极管由截止区过度到饱和区需经过线性区，开关的效果不会有明确的界线。为使三极管开关的效果明确，可串接两三极管，电路如图六。同样将输入信号VIN 从0 调到最大(等分为约20 个间隔)，观察并记录对应的VOUT 以及LED 的亮度。

接近开关NPN及PNP区别[初学必读]

接近开关NPN和PNP区别（初学必读！）在市场上不同类型的接近开关当中，除二线制开关以外，无论是在工程设计时选型还是使用安装时都需要考虑传感器与系统（PLC）的输出连接方式。大多数的接近开关输出回路无论是NPN型还是PNP型都是属集电极开路输出信号形式（AC型除外），且都具有最基本的3条信号线,其分别为（VCC；GND；OUT），也有4线制的OUT（NO+NC）。一、NPN型、PNP型输出线定义要素首先我们对3条信号线定义或称呼进行说明: 1. VCC：即为电源，又称为+V；（俗称电源正极，接红色或褐色线）。 2. GND：即为接地线，又称为0V；（俗称电源负极，接蓝色线）。 3. OUT：即为信号输出线，又称为负载；（接黑色（或白色）线）。接着单纯的说明NPN型、PNP型代表的意思： NPN型：可简称N型，N表示信号端为负电压输出；内部开关连接于信号端与负极。 PNP型：可简称P型，P表示信号端为正电压输出；内部开关连接于信号端与正极。同时两种类型都有NO(常开)型或NC(常闭)型不同的输出常态，在选型时单纯的选择NPN型或PNP型输出均是不全面的描述。从信号端而言NPN型或PNP型严格来说应为如下情况：

但是在实际应用中往往不仅仅简单了解信号端输出类型就能知道自己所需要的接近开关、光电开关、传感器之类的接线方法是否正确，还需要了解对具体应用的输入输出信号和电源。多凯科技作为专业的传感器制造商，在多年与客户的接触中总结出，在实践中有直接连接中间继电器或者连接单片机使用的，也有连接PLC使用的，接入方式不同，对应的信号线接法也就不同，整理应用如下。二、接近开关、光电开关接线方法接近开关是传感器中的一种，其连接并非单一形式，通用最多的是三线式；两线式相对简单，另四线连接方式也是基于三线的基础应需而产生的。总合类型为： 1. 二线制传感器：1-1、NO（常开型） 1-2、NC （常闭型）注：二线制分AC（交流）和DC（直流） 2. 三线制传感器：2-1、NPN - NO（常开型） 2-2、NPN –NC（常闭型） 2-3、PNP - NO（常开型） 2-4、PNP –NC（常闭型） 3. 四线制传感器：3-1、NPN（NO + NC）常开+常闭型 3-2、PNP（NO + NC）常开+常闭型 4. 接线图

接近开关原理及接线图

电容/电感/霍尔式接近开关的工作原理 1、电感式接近开关工作原理电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。工作流程方框图及接线图如下所示：

2、电容式接近开关工作原理电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。工作流程方框图及接线图如下所示：

3、霍尔式接近开关工作原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。我门销售的霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近开关，压力开关，里程表等，作为一种新型的电器配件。霍尔开关的功能类似干簧管磁控开关，但是比它寿命长，响应快无磨损，而且安装时要注意磁铁的极性，磁铁极性装反无法工作。内部原理图及输入/输出的转移特性和接线图如下所示：

接近开关PNP和NPN的区别

如果到现在还不能搞清的话，可以使用OMRON的PLC。NPN和PNP都可以接OMRON PLC。我对NPN和PNP的认识 PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止，输出两种状态，属于开关型传感器。但输出信号(提供:信号转发器产品)是截然相反的，即高电平和低电平。PNP输出是低电平0，NPN输出的是高电平1。 PNP与NPN型传感器（开关型）分为六类： 1、NPN-NO（常开型） 2、NPN-NC（常闭型） 3、NPN-NC+NO（常开、常闭共有型）

4、PNP-NO（常开型） 5、PNP-NC（常闭型） 6、PNP-NC+NO（常开、常闭共有型） PNP与NPN型传感器一般有三条引出线，即电源(提供产品:报警主机电源)线VCC、0V线，out信号输出线。 1、NPN类 NPN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NPN-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NPN-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NPN-NC+NO型，其实就是多出一个输出线OUT，根据需要取舍。 2、PNP类 PNP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，ov。对于PNP-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OV相同的电压，也就是out线和0V线连接，输出输出低电平OV。

两线接近开关的接线方式

两线接近开关的接线方式接近开关又叫接近传感器，在看很多领域当中都有一定的应用。接近传感器具有稳定性高、寿命长、功耗小、动作响应频率高、防水防尘等优点。接近开关在接线的时候接线的方法是比较复杂的，用户必须要掌握一定的接线知识这样才能正确并且快捷的安装完成接近开关。那么接近开关正确的接线方法是什么呢？今天电工学习网就来为大家具体介绍一下吧。（1）接近开关有两线制和三线制之区别，两线制接近开关工作电压分为AC（交流）和DC（直流）电源，三线制接近开关又分为NPN

型和PNP型，它们的接线方式是不同的。多凯公司还有生产四线制产品，四线制是在三线基础上实现了常开（NO）+常闭（NC）双信号端，为客户减少库存和成本。（2）两线制接近开关的接线方式比较简单，接近开关与负载串联后接到电源即可，DC电源产品需要区分红（棕）线接电源正端、蓝（黑）线接电源0V（负）端，AC电源产品则不需要。（3）三线制或四线制接近开关的接线：棕色线（BN）接电源正（+）端；蓝线线（BU）接电源0V（负）端；黑色线（BK）或者白色线（WH）为信号端，应连接负载。（4）三线制或四线制负载接线是这样的：除负载连接接近开关信号一端，对于NPN型接近开关，负载的另一端应接到电源正（+）端；对于PNP型接近开关，负载的另一端则应连接到电源0V（负）端。（5）接近开关的负载可以是信号灯、小型继电器线圈、可编程控制器plc的数字量输入模块。（6）用于可编程控制器PLC需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制或四线制接近开关的型式选择。PLC数字信号输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源0V,电流从输入模块流出（日本模式），此时一定要选用NPN型接近开关；另一类的公共输入端为电源正端，电流从输入模块流入（欧洲模式），此时，一定要选用PNP 型接近开关。千万不能选错了哟！（7）两线制接近开关受工作条件的限制，导通时开关本身产生

三极管开关电路

三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电子开关的基本电路图。由下图可知，负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上。 Vcc 團1基本的三极管开关输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open)与闭合(closed)动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止(cut off) 区。同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃胜作于饱和区(saturati on) 。一、三极管开关电路的分析设计由于对硅三极管而言，其基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此欲使三极管截止，Vin必须低于0.6伏特，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了可以更确定三极管必处于截止状态起见，往往使Vin值低于0.3伏特。(838 电子资源)当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动作一样。欲如此就必须使Vin达到够高的准位，以驱动三极管使其进入饱和工作区工作，三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0,而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据奥姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为：

三极管最简单易懂原理总结

三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。一、电流放大下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic 很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。二、偏置电路三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

电感式接近开关

电感式接近开关原理 1.电感式接近开关工作原理电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的 2.霍尔接近开关工作原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场(洛伦慈力Lorrentz)的磁感应强度，d是薄片的厚度。由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度(如B1)时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和其他传感器类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型(双极性)、双信号输出之分。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近传感器、压力传感器、里程表等，作为一种新型的电器配件。 3.线性接近传感器的原理线性接近传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在传感器的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。该接近传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。线性传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。 4. 电感式接近开关工作原理电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。附录1：部分常用材料的值 1、概述接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。根据操作原理，接近传感器大致可以分为以下三类：利用电磁感应的高频振荡型，使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。特性： ●非接触检测，避免了对传感器自身和目标物的损坏。

三极管开关电路设计详细过程

揭秘：三极管开关电路设计详细过程电源网首页| 分类：功率开关| 2011-03-10 09:15:39 | 评论(0) 摘要：三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电... 三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电子开关的基本电路图。由下图可知，负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上。输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止(cut off)区。

同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃胜作于饱和区(saturation)。一、三极管开关电路的分析设计由于对硅三极管而言，其基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此欲使三极管截止，Vin必须低于0.6伏特，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了可以更确定三极管必处于截止状态起见，往往使Vin值低于0.3伏特。(838电子资源)当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动作一样。欲如此就必须使Vin达到够高的准位，以驱动三极管使其进入饱和工作区工作，三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0，而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据奥姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为﹕ 因此，基极电流最少应为：上式表出了IC和IB之间的基本关系，式中的β值代表三极管的直流电流增益，对某些三极管而言，其交流β值和直流β值之间，有着甚大的差异。欲使开关闭合，则其V in值必须够高，以送出超过或等于(式1) 式所要求的最低基极电流值。由于基极回路只是一个电阻和基射极接面的串联电路，故Vin可由下式来求解﹕

三线接近开关接线方法

接近开关接线图|选型|厂家|接线图|NPN|PNP|电气符号|型号|品牌|24v 接近开关实物接线图|二线接近感应式传感器三线接近开关接线方法 40 mm 齐平安装 NAMUR sensors must be operated with approved switch amplifiers. Please find suitable devices below: 参数表节选：的技术参数三线接近开关接线方法一般特性开关功能常闭 (NC) 输出类型 NAMUR 额定工作距离 40 mm 安装齐平可靠动作距离 0 ... 32 mm 实际动作距离 36 ... 44 mm 类型 40 mm

接近开关接线图|选型|厂家|接线图|NPN|PNP|电气符号|型号|品牌|24v 接近开关实物接线图|二线接近衰减因素 r 铝 0,35 衰减因素 r 铜 0,35 衰减因素 r 304 0,8 输出类型 2 线额定值安装条件 F 100 mm 额定电压 8,2 V （R i 约 1 kΩ）开关频率 0 ... 80 Hz 迟滞 0 ... 5 类型 3 %

接近开关接线图|选型|厂家|接线图|NPN|PNP|电气符号|型号|品牌|24v 接近开关实物接线图|二线接近反极性保护反极性保护短路保护是电流消耗未检测到测量板 ≥ 3 mA 检测到测量板 ≤ 1 mA 开关状态指示黄色 LED 功能安全性参数平均失效时间（天） 2360 a 使用寿命（...月...天） 20 a 诊断范围 0 % 与标准和规范体系的一致性

三极管开关电路详解

一三极管只做开关作用，不需要调整输出电压。驱动功率大的设备。也不是很大，1A就行。哪种方法能最大利用三极管效率，哪种方法三极管发热最小？用补充的驱动好不好？R选多少合适？还有别的好办法吗？负载是电磁阀。答：1、特点不同，要看前后级的关系，第一种是跟随输出，输入阻抗高，输出阻抗小，当前级是高压小电流的时候好，并且输出电压是受控前级电压，可做限幅开关，输出是电压源。第二种是反向共射集电极输出，适合前级是低压大电流，输出是阻抗高，也是电流源，当负载变化时，电流不变。如果前级是低阻，如TTL，适合第二种。补充的电路是二者的结合，光耦的漏电流容易被放大，所以要加R大约2K左右（看光耦的参数），如是继电器线圈，当释放电压低时，容易误动作，电流优点是可给线圈提快速建立电压。本例中如是继电器，属电流驱动，最好用集电极输出，但也要有R。补充：你是驱动电磁阀啊，又要晶体管功耗低，补充的驱动管子压降很大，只能是第二种，把阀接到集电极上，并且1A的驱动电流要再加一级组成复合管 2、第二种更好，这表现在两个方面：首先，三极管的集电结比发射结更结实不易损坏，所以一般用集电极作为功率输出端；其次，用共发射极放大器可以利用的电源电压幅度为电源电压-0.3V（集电结饱和电压），而用射极跟随器可以利用的电源电压幅度为电源电压-0.3V-0.7V（集电结饱和电压和发射结导通电压），显然前者对电源利用的效率更高。建议你采用第二种，集电器输出方式的电路负载特性好，很多自控图纸中多是把继电器的线圈作为集电极负载。无基流时，集电极几乎无电流。再者，集电极输出的动态特性好

二利用三极管饱和导通和截止的的特性，本身就可以实现接通和断开的功能，但由于它的带载功率有限，所以需配继电器扩流，并且可以扩充触点的数量，该电路是PNP三极管，所以采用集电极接低电平方式输出，P37为上拉电阻，当基极没有输入脉冲或电压时，基极为高电平，因为这是反极性三极管，所以平时是截止的，只有基极输入低电平，降低基极电压，这时三极管导通，继电器线圈得电吸合，原常闭触点断开，常开触点吸合，完成设备的接通与断开功能。图中二极管反向接在线圈两端，是保护线圈不受反峰电压的冲击，对继电器起到保护作用。

接近开关与PLC的接线方法

摘要：本文主要分析了数字量输入时PLC内部电路常见的几种形式，SINK- 拉电流输入，SOURCE- 灌电流输入，并结合传感器常见几种输出形式和经常遇到的NPN和PNP输出，以及单端与双端接口,给出了和不同的PLC电路形式连接时的接线方法。关键词： PLC SINK- 拉电流输入 NPN输出 SOURCE- 灌电流输入 PNP输出单端双端接口一:引言 PLC的数字量输入接口并不复杂，我们都知道PLC为了提高抗干扰能力，输入接口都采用光电耦合器来隔离输入信号与内部处理电路的传输。因此，输入端的信号只是驱动光电耦合器的内部LED导通，被光电耦合器的光电管接收，即可使外部输入信号可靠传输。目前PLC数字量输入端口一般分单端共点与双端输入，各厂商的单端共点（Com）的接口有光电耦合器正极共点与负极共点之分，日系PLC通常采用正极共点，欧系PLC习惯采用负极共点；日系PLC供应欧洲市场也按欧洲习惯采用负极共点；为了能灵活使用又发展了单端共点（S/S）可选型，根据需要单端共点可以接负极也可以接正极。由于这些区别，用户在选配外部传感器时接法上需要一定的区分与了解才能正确使用传感器与PLC为后期的编程工作和系统稳定奠定基础。二：输入电路的形式 1、输入类型的分类 PLC的数字量输入端子，按电源分直流与交流，按输入接口分类由单端共点输入与双端输入，单端共点接电源正极为SINK（sink Current 拉电流），单端共点接电源负极为SRCE（source Current 灌电流）。 2、术语的解释 SINK漏型 SOURCE源型 SINK漏型为电流从输入端流出，那么输入端与电源负极相连即可，说明接口内部的光电耦合器为单端共点为电源正极，可接NPN型传感器。

接近开关PNP和NPN原理

PNP和NPN接近开关原理分析图一：这是一个实用的三线制NPN接近开关原理图。它的工作过程为VT1、VT2、L1、L2、R1、R2、R3、R4、C1、C2组成基极调谐式振荡电路。它是利用振荡的有无构成高频接近开关，有金属接近时振荡停止的电路。VT1集电极开路是当二极管使用，作用是温度补赏。VT2作主振晶体管，R1为VT2的基极偏置电阻，它与LC谐振回路并联。R1的阻值必须用100K以上，如阻值太小，振荡难以停止。C1、C2为偶合电容，同时起隔离作用，R2、R3组成射集直流负反馈电阻，L1、L2和C1构成选频网络，L1、L2是振荡线圈，L2是正反馈线圈。VT3、VT4是做触发、放大整形,控制VT5与LED 管D2,VT5为开关。控制输出。接通电源时，电流通过LC振谐回路产生振荡，通过L2反馈回VT2基极，VT2导通。VT2集电极电位高。通过R5耦合至VT3基极，VT3基极低电位不导通，那么VT4基极高电位不通，VT5不导通。VT5集电极电位高，可视为1输出高电平。

当有金属感应物接近时，振荡遭到破坏、L2相当于断开，VT2截止，集电极高电位。通过R5耦合至VT3基极，VT3导通，集电极低电位通过R8耦合至VT4，VT4导通，通过R12推动D2点亮，同时给VT5基极提供高电位，使VT5导通，VT5集电极低电位输出。因为VT5是NPN管，因此外接负载必须接在OUT与VCC之间，负载才有动作。 PNP型接近开关则把上图NPN管换成PNP管即可图二：为一个实用二线制接近开关内部原理图。它的振荡部分和图一一样。只不过是在给接近开关停振时增加了稳压和反向放大部分。它由VT7和D5组成稳压电源提供给C3充电。VT5、VT6、VT8及R11、12、15、16、17及D3组成三级反向放大器。其中VT8作为开关输出。因为是外接二线，电流由明显增大变化，所以用D3作钳位。以稳定VT8导通时集电极成施密特触电压。为弥补供电下降，加入D4及R17。由VT3、4及电阻R5、6、7、8、9及下拉电阻R10组发电路。它的作用是迅速起振、停振。D1为限制极性连线。工作过程如下，接通电源时，VT2导通，VT3截止，VT4导通、VT5截止、VT6导通、VT8截止。输出低电平，外接负载不动作。

三极管作为开关电路的设计及应用

第一节基本三极管开关基本电路设计三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电子开关的基本电路图。由下图可知，负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上， Vcc R ID R D 2 图1基本的三极管开关输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open)与闭合(closed)动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止(cut off)区。同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃胜作于饱和区(saturation)。838 电子一、三极管开关电路的分析设计由于对硅三极管而言，其基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此欲使三极管截止，Vin必须低于0.6伏特，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了可以更确定三极管必处于截止状态起见，往往使Vin值低于0.3伏特。(838电子资源)当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动作一样。欲如此就必须使Vin达到够高的准位，以驱动三极管使其进入饱和工作区工作，三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0,而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据奥姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为：

接近开关怎么接线-接近开关实物接线图

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接近开关怎么接线?接近开关实物接线图接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机(plc)装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器(即无触点开关)，它既有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。接近开关又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。 1)接近开关有两线制和三线制之区别，三线制接近开关又分为NPN型和PNP型，它们的接线是不同的。请见下图所示：

2)两线制接近开关的接线比较简单，接近开关与负载串联后接到电源即可。 3)三线制接近开关的接线：红(棕)线接电源正端;蓝线接电源0V端;黄(黑)线为信号，应接负载。而负载的另一端是这样接的：对于NPN 型接近开关，应接到电源正端;对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。 4)接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块。

5)需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制接近开关的型式选择。PLC数字量输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源0V，电流从输入模块流出(日本模式)，此时，一定要选用NPN型接近开关;另一类的公共输入端为电源正端，电流流入输入模块，即阱式输入(欧洲模式)，此时，一定要选用PNP型接近开关。千万不要选错了。 6)两线制接近开关受工作条件的限制，导通时开关本身产生一定压降，截止时又有一定的剩余电流流过，选用时应予考虑。三线制接近开关虽多了一根线，但不受剩余电流之类不利因素的困扰，工作更为可靠。

三极管开关电路分析

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图1 基本的三极管开关因此，基极电流最少应为： ( 流值。由于基极回路只是一个电阻和基射极接面的串联电路，故 (

为了避免混淆起见，本文所介绍的三极管开关均采用NPN三极管，当然NPN三极管亦可以被当作开关来使用，只是比较不常见罢了。例题1 试解释出在图2的开关电路中，欲使开关闭合(三极管饱和) 所须的输入电压为何﹖并解释出此时之负载电流与基极电流值﹖ 解﹕由2式可知，在饱和状态下，所有的供电电压完全跨降于负载电阻上，因此由方程式 (1) 可知因此输入电压可由下式求得﹕ 图2 用三极管做为灯泡开关由例题得知，欲利用三极管开关来控制大到1.5A的负载电流之启闭动作，只须要利用甚小的控制电压和电流即可。此外，三极管虽然流过大电流，却不须要装上散热片，因为当负载电流流过时，三极管呈饱和状态，其VCE趋近于零，所以其电流和电压相乘的功率之非常小，根本不须要散热片。二、三极管开关与机械式开关的比较截至目前为止，我们都假设当三极管开关导通时，其基极与射极之间是完全短路的。事实并非如此，没有任何三极管可以完全短路而使VCE=0，大多数的小信号硅质三极管在饱和时，VCE(饱和) 值约为0.2伏特，纵使是专为开关应用而设计的交换三极管，其VCE(饱和) 值顶多也只能低到0.1伏特左右，而且负载电流一高，VCE(饱和) 值还会有些许的上升现象，虽然对大多数的分析计算而言，VCE(饱和) 值可以不予考虑，但是在测试交换电路时，必须明白VCE(饱和) 值并非真的是0。虽然VCE(饱和)的电压很小，本身微不足道，但是若将几个三极管开关串接起来，其总和的压降效应就很可观了，不幸的是机械式的开关经常是采用串接的方式来工作的，如图3(a)所示，三极管开关无法模拟机械式开关的等效电路(如图3(b)所示)来工作，这是三极管开关的一大缺点。表步进电机控制工作原理直流电机的PWM冲调速控制技术消除按键抖动电路伺服电机工作原理LED驱动原理

两线接近开关的接线方式

图尔克接近开关接线图

图尔克接近开关(电压、电流输出)接线图图尔克TURCK 模拟量传感器NI8-M18-LIU 外形尺寸图图尔克TURCK 模拟量传感器NI8-M18-LIU 接线形式图电感式传感器模拟量输出型 NI8-M18-LIU Edition ? 材料信息描述数据下载数据表(英语）368 KB 数据表419 KB 设计圆柱螺纹结构尺寸圆柱螺纹, M18 x 1 电气连接电缆

一般接近开关接线 BK（black）黑色：一般为输出线，输出为常开。 BN（brown）棕色：一般为电源线，接电源正极。 BU（blue）蓝色：一般为电源线，接电源负极。 WH（white）白色：一般为输出线，输出为常闭。 NPN：黑色一端接负载，负载另外一端接电源正极。 PNP：黑色一端接负载，负载另外一端接电源负极。 1）接近开关有两线制和三线制之区别，三线制接近开关又分为NPN型和PNP 型，它们的接线是不同的。请见下图所示： 2）两线制接近开关的接线比较简单，接近开关与负载串联后接到电源即可 3）三线制接近开关的接线：红（棕）线接电源正端；蓝线接电源0V端；黄（黑）线为信号，应接负载。而负载的另一端是这样接的：对于NPN型接近开关，应接到电源正端；对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。4）接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块。 5）需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制接近开关的型式选择。PLC 数字量输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源0V，电流从输入模块流出（日本模式），此时，一定要选用NPN型接近开关；另一类的公共输入端为电源正端，电流流入输入模块，即阱式输入（欧洲模式），此时，一定要选用PNP型接近开关。千万不要选错了。 6）两线制接近开关受工作条件的限制，导通时开关本身产生一定压降，截止时又有一定的剩余电流流过，选用时应予考虑。三线制接近开关虽多了一根线，但不受剩余电流之类不利因素的困扰，工作更为可靠。 7）有的厂商将接近开关的“常开”和“常闭”信号同时引出，或增加其它功能，此种情况，请按产品说明书具体接线。

三极管的开关原理

BJT的开关工作原理：形象记忆法：对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流控制大电流。假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随

之打开，汹涌的江水滔滔流下。如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。如果水流处于可调节的状态，这种情况就是三极管中的线性放大区。如果那个小的阀门开启的还不够，不能打开大阀门，这种情况就是三极管中的截止区。如果小的阀门开启的太大了，以至于大阀门里放出的水流已经到了它极限的流量，这种情况就是三极管中的饱和区。但是你关小小阀门的话，可以让三极管工作状态从饱和区返回到线性区。如果有水流存在一个水库中，水位太高（相应与Uce太大），导致不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的反向击穿。PN结的击穿又有热击穿和电击穿。当反向电流和反向电压的乘积超过PN结容许的耗散功率，直至PN结过热而烧毁，这种现象就是热击穿。电击穿的过程是可逆的，当加在PN结两端的反向电压降低后，管子仍可以恢复原来的状态。电击穿又分为雪崩击穿和齐纳击穿两类，一般两种击穿同时存在。电压低于5－6V的稳压管，齐纳击穿为主，电压高于5－6V 的稳压管，雪崩击穿为主。电压在5－6V之间的稳压管，两种击穿程度相近，温度系数最好，这就是为什么许多电路使用5－6V稳压管的