PNPとNPN：これらの出力は何が違うのか？
産業界では、センサー 出力にはさまざまな種類があります。ディスクリート出力のように単純なものもあれば、イーサネットやアナログ出力のように複雑なものもある。複雑さのレベルにかかわらず、これらはすべて、光や音などの物理的な信号を受け取り、電気的な信号、つまり出力で応答するセンサーから始まる。どちらのタイプの出力にも用途がある。しかし、ディスクリート・アウトプットを論じる場合、いくつか知っておくべきことがある。
ディスクリート出力の理解
ディスクリート出力には、主に電気機械式（EM）リレー出力とソリッドステート出力の2種類があります。どちらも、オンとオフ、真と偽など、何かがある状態であることを伝える離散的なものである。
電気機械式リレー出力は、機械的なスイッチを使用して信号の流れの状態を変更します。EMリレー出力で電磁石がオンになると、電磁石がアーマチュアを引き下げて接点を閉じます。これで回路が完成し、電流が流れるようになる。電磁石がオフになると、スプリングがアーマチュアを引き戻し、接点を開いて電流の流れを遮断する。これらのスイッチは、ソリッドステート出力よりも高い電気負荷を切り替えるのに優れているが、可動部品によって寿命が制限され、ソリッドステート出力に比べて応答速度がわずかに遅い。
最も一般的なディスクリート出力はソリッドステートである。トランジスタ駆動で、電流をオン・オフする電子スイッチである。ソリッドステート出力は、EMリレーのようなものだと考えることができるが、可動部品はない。スイッチング速度が速く、衝撃や振動に強い。バナーでは、ACおよびDCソリッドステート出力のセンサーを提供しています。ただし、PNP または NPN ソリッドステート出力は、DC デバイスでのみ使用可能です。
PNPとNPNの違いは？
センサーをPNPまたはNPNと呼ぶのが一般的だが、この略称は実際にはデバイスに使用されているトランジスタのタイプを指す。PNPとNPNの違いは、トランジスタ内部の半導体材料の構造にある。PNPトランジスタでは、半導体材料は3つの層でできている。2つの正（P）層の間に負（N）層がある。同様に、NPNトランジスタは、プラス層を2つのマイナス層で挟んでいる。構造は異なるが、どちらの形態もプラスとマイナスの電源リード線を持ち、付属の表示灯、ハブ、IO-Link マスタ 、PLC など、負荷 と呼ばれるデバイスに接続される。
PNP出力
また、ソーシング 出力 とも呼ばれ、PNP 出力は接続された負荷に電流を供給する。電気負荷は、センサー出力と電源のマイナス（コモン）側との間に接続される。出力電圧は電源電圧と同じです。
NPN出力
NPN出力は回路に接地を提供するため、シンク出力 としても知られています。この場合、電気負荷はセンサー出力と電源のプラス側との間に接続される。出力電圧はグランド信号である。NPN出力では、PNP出力とは逆の電流が流れる。
さまざまなセンサー出力タイプ
センサーによって出力の種類は異なる。バイポーラ・センサには、PNPとNPNの両方のトランジスタがデュアル出力構成で含まれている。どちらの出力タイプが必要かわからない場合は、どちらか一方を接続すればよい。ただし、PLCに接続される出力は通常1つだけです。
相補出力のセンサーは、PNPまたはNPNのいずれかとなる。これらのデバイスには2本の出力線があり、一方はオープンでもう一方はクローズである。
プッシュプル出力は、同じ回路上にPNPとNPNの両方の出力トランジスタを含む。回路がオンでPNP信号を送っている場合、オフにするとNPN信号を送る（逆も同様）。プッシュプル出力のセンサーには極性設定があり、センサーが作動したときにどちらの出力がアクティブになるかをユーザーが選択できます。
PNPとNPNの使い分け
世界のどの地域にいるかによって、どのタイプのディスクリート出力を使うかが決まることが多い。アジアでは、およそ90％の出力がNPNを使用している。ヨーロッパでは、出力の約90％がPNPである。米国では、NPNとPNPの比率は約60/40である。
PLCはPNP信号またはNPN信号のいずれかを探すので、特定のアプリケーションでPLCが必要とする特定の信号に合うように、正しいセンサ出力を使用していることを確認してください。この情報は、PLC のマニュアルと配線図に記載されています。
次のアプリケーションに取り組む際には、、特定のPNPまたはNPN出力のニーズを決定するために、Banner Engineering の専門家にお問い合わせください。
