バイポーラ接合トランジスタ には、NPNとPNPの2種類があります。これらの略語は、NPNトランジスタの場合は2つの負にドープされた材料の間に挟まれた正にドープされた半導体材料で形成されているか、PNPデバイスの場合は2つの正の層の間に挟まれた負にドープされた材料で形成されていることを示しています。
NPNトランジスタとPNPトランジスタの違い
どちらも信号を増幅したり、大電流のオン/オフを切り替える機能を備えていますが、この信号増幅機能を実現する方法は異なります。
NPN
実用的な観点から見ると、NPNトランジスタ (「シンク センサー」と呼ばれることもあります) は、ベース電圧に比例して、デバイスのコレクタ ピンからエミッタ ピンに流れる大きな電流を許可することで、ベースに適用された正の信号を増幅します。この比例電流はアクティブ範囲で発生しますが、特定のカットオフ電圧以下では電流は流れません。ある一定の点を超えるとトランジスタは飽和状態に達し、電子が自由に流れるようになります。
PNP
PNPトランジスタ (「ソーシング センサー」と呼ばれることもあります) は同じ機能を実行しますが、エミッタからコレクタ リードに電流が流れるように、ベース ピンに負の電圧を印加する必要があるように設定されています。また、制御する負荷は、NPN構成で正電圧と制御トランジスタのコレクタの間に配線されます。一方、PNP構成では、負荷はコレクタとグランドの間に配線されます。
NPNトランジスタの用途
PNPとNPNは センサー 基本的な仕事は同じですが、なぜ一方が他方よりも使われるのか疑問に思うかもしれません。実際にはいくつかの違いがあり、ほとんどの回路設計アプリケーションではNPNトランジスタが好まれます。これは、「N」基板が「P」型基板が正孔を輸送するよりもはるかに速く電子を輸送できるためです。これは、高速スイッチングおよび増幅回路アプリケーションにおいて大きな利点となります。この利点に加えて、NPNトランジスタはPNPトランジスタよりも製造が容易で、したがって安価であるという事実もあります。
ただし、PNP型トランジスタのメリットを享受できる特定の回路があり、この2番目のタイプのトランジスタなしでは実装が困難、あるいは不可能になります。そのようなアプリケーションの1つがクラスBアンプです。クラスBアンプでは、PNPトランジスタとNPNトランジスタのマッチングペアが連携して動作し、振動信号を効率的に増幅します。回路を設計するときに、この2番目のタイプのスイッチング オプションを利用できると非常に便利です。
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PNPトランジスタの用途
これらのコンポーネントについて学習し始めたばかりの場合、注意しないと、産業用センサーが概念の理解に新たな支障をきたす可能性があります。通常参照されるように、PNPセンサーとNPNセンサーの両方に正と負の電源リードが供給され、「オン」状態を示す信号を生成します。PNPセンサーは産業用制御入力に対して正の出力を生成し、NPNセンサーは「オン」状態のときに負の信号を生成します。トランジスタ自体を理解する前にセンサーの使い方を学んだ場合、PNPトランジスタは正の電圧で制御されると考えるのは簡単です。
もちろん、物事はそのようには機能しません。実際はまったく逆です。PNPおよびNPNセンサーの指定は、内部で使用されるトランジスタのタイプ (またはより複雑なデバイスの場合は同等のもの。一部のデバイスはどちらの構成でも配線できます) を指します。感知された刺激はベース信号として機能し、このタイプの使用法で最も一般的であるPNPセンサーの場合、正のコレクタ出力はPLC入力信号に接続されます。NPN、つまり「シンク」出力センサーは逆の動作をし、オンのときに入力に接地電圧をシンクします。制御エンジニアはベーススイッチング電圧（NPNの場合は +、PNPの場合は -）を目にすることはないため、基本的な観点からこれらの用語は混乱を招きます。
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結論
したがって、前述の理由により、NPNトランジスタ単体のコンポーネントの方が一般的ですが、少なくとも2つの理由により、PNPパラダイムが産業用制御の世界で定着しています。まず、NPNの使用は電気工学の学位を持つ人にとっては最も理にかなっているかもしれませんが、正の出力が「オン」状態を示すPNPセンサーは、それらを扱うことが多い他の分野の技術者やエンジニアにとっては、より理解しやすい場合があります。もう1つの理由は、NPNセンサーからの出力ワイヤが擦り切れて何らかの理由で接地された場合、コントローラーではこれが「オン」信号として読み取られ、状況によっては潜在的な危険となる可能性があることです。
NPNセンサーは産業界でも応用されており、ヨーロッパや北米よりもアジアの製造業で一般的です。回路設計と同様に、ほとんどの場合、1つのスタイルの方が適切かもしれませんが、NPNとPNPの両方のオプションがあると、制御に関してある程度の柔軟性が得られます。
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