在处理离散输入或输出时，我们必须了解设备是漏型还是源型。这些术语指的是哪个设备提供电源以及哪个设备提供接地，因为两者必须始终存在。
　　漏极输入提供接地，而源极输入提供电源。错误地连接漏电流设备可能会损坏设备，因为您会沿相反方向施加电流。在许多典型的控制系统中，输出模块是源型的，输入模块是漏型的。因此，如果我们将源输出模块连接到漏输入设备，系统将正确检测输出的状态。

　　在我们研究NPN和PNP的晶体管术语之前，下图直接显示了一个漏型PLC输入，我们可以看到电压将通过开关打开或关闭，PLC将其识别为输入ON或OFF。

　　源型开关与漏型PLC输入接线图
　　图 1. 使用机电开关提供电流的漏型 PLC 输入的简化版本（尚无晶体管）。图片由Control Automation提供
　　下图显示了一个 PLC 输入源，我们可以看到接地或公共连接通过开关而不是电源。
　　值得注意的是，在这两种情况下都可以连接同一个交换机。开关本身不限于源型或漏型。

　　漏型开关与源型PLC输入接线图

　　图 2.使用机电开关提供公共返回路径（尚无晶体管）的源 PLC 输入的简化版本。图片由Control Automation提供
　　传感器中的 NPN 和 PNP 晶体管
　　3 线传感器也具有定义的漏型和源型类型，但通常称为 NPN 或 PNP。负-正-负 (NPN) 相当于下沉，正-负-正 (PNP) 相当于源。
　　这些术语通常与传感器或继电器一起使用，定义设备需要如何接线。激活后，NPN 传感器将启用一条接地路径（直流公共回路）。如果我们观察一个具有基极 (B)、发射极 (E) 和集电极 (C) 的晶体管，当基极存在足够的正电流时，电流将从集电极流向发射极。
　　此示例展示了当特定波长的光（通常强度可调节）出现在传感器上时，NPN 光学光电传感器如何提供所需的电流。 PLC提供信号线电流，传感器通电时会有少量电流流向蓝线。该模块会将其识别为“通电”或“真实”信号。

　　NPN 传感器内部有什么，或者下沉式传感器内部有什么？

　　图 3. NPN 漏型传感器的电路图，显示了公认的 3 线传感器连接颜色和源型 PLC 模块。图片由Control Automation提供
　　PNP 传感器的工作原理相反，当传感器被激活时，信号端将有电压；当传感器被激活时，信号端将有电压。当传感器未激活时，信号为零伏。晶体管也是如此。对于PNP晶体管，当基极有足够的电流路径时，电流将从发射极流向集电极和基极。
　　由于传感器的功能会根据传感器是 PNP 还是 NPN 而变化，因此了解您使用的传感器类型非常重要。由于晶体管的内部结构是两个相对的二极管，如果使用错误类型的传感器，来自 PLC 的电流将无法流动。因此，如果使用错误的传感器类型，信号将始终显示为“假”或“低”。

　　PNP 传感器内部有什么，或者源传感器内部有什么？

　　图 4. PNP 源型传感器的电路图，显示了公认的 3 线传感器连接颜色。图片由Control Automation提供
　　为什么有NPN传感器和PNP传感器？
　　这可能看起来很令人困惑，您可能想知道为什么我们有不同类型的传感器和晶体管。原因有很多，其中之一就是位置。根据我的经验，PNP 传感器在北美很常用，但这并不是硬性规定。
　　在北美，没有电气安全标准规定使用 PNP 传感器；但是，请考虑整个 I/O 系统。 PNP 源型传感器与漏型控制器输入模块相匹配。每个输入端子均通过模块内部接地。如果电线接触金属机器底盘，结果将是一个不活动的端子。相反，NPN 传感器需要一个在每个输入端子处具有 24 V 实时电压的供电模块。如果现在有任何电线松动，就会发生接地故障。
　　另一方面，NPN 晶体管可以比同等 PNP 器件更快地传输信号，因为硅器件中 N（带负）电荷的粒子的电子迁移率比 P（带正）电荷的空穴快得多。因此，对于高速编码器信号或 PWM（脉宽调制）控制等高速开关应用，您可能需要考虑 NPN 型 I/O 模块。
　　NPN 晶体管在许多器件中优选用作电流放大器，因为它对基极输入端的正电压做出反应。这意味着典型的控制器（例如小型 Arduino 和类似平台）可以轻松驱动 NPN 晶体管。然而，采购传感器结构的优势意味着 PNP 是许多传感器应用的。
　　NPN 和 PNP 输出安全注意事项
　　当考虑可能造成伤害的输出模块、安全系统或运动设备时，我们应该使用 PNP 输出或源型继电器连接，因为可能会出现意外运动。这与电源侧和接地侧切换的概念密切相关。
　　对于 NPN 设备，信号连接找到接地的情况会激活该设备。这意味着，如果电缆磨损并暴露信号线，并且该线恰好自行接地，则可能会出现意外运动，因为控制运动的设备将被绕过。当人们在里面看守和操作设备时，可能会发生这种情况。有些人可能会争辩说，切换负极可以减少电弧闪光并减少触点的磨损。虽然这对于较大电流电路可能是正确的，但控制电路通常使用低电压、~24 VDC 和低电流。

　　NPN 和 PNP 输出的比较以及发生故障（红色虚线）时可能发生的情况。

　　图 5. NPN 和 PNP 输出的比较以及发生故障（红色虚线）时可能发生的情况。图片由欧姆龙自动化提供
　　在使用 PNP（源）模块来控制灌电流负载的更安全版本中，接地信号线的情况将绕过负载，而不是控制。控制模块可能会出现一些过流损坏，但不会启动运动装置，安全性较高。