製品の原理 用語解説|電気回路|NPN/PNPオープンコレクタ出力

トランジスタ

トランジスタ

オープンコレクタ出力とはトランジスタを使用した出力です。
トランジスタはベース、コレクタ、エミッタと呼ばれる3端子で構成されており、ベースに電流を流すことでコレクタ、エミッタ間に電流が流れ、ベースに電流が流れていないときはコレクタ、エミッタ間がオープン状態になる特性を持っております。
この特性を利用してトランジスタのベースへの電流を制御することでスイッチとして使用している出力がオープンコレクタ出力です。

コレクタ、エミッタ間で流れる電流はトランジスタの構成により向きが決まっており
NPN型ですとコレクタ→エミッタ PNP型ですとエミッタ→コレクタ方向に電流が流れます。

NPNオープンコレクタ出力の接続

NPNオープンコレクタ出力の接続

NPNオープンコレクタ出力の場合、エミッタが電源の0V側と接続されており
「電源+」―「出力」間で負荷を接続することで動作させることができます。
トランジスタがオンすると出力端子の電圧は0Vになります。

PNPオープンコレクタ出力の接続

PNPオープンコレクタ出力の接続

PNPオープンコレクタ出力の場合、エミッタが電源の+側と接続されており
「0V」―「出力」間で負荷を接続することで動作させることができます。
トランジスタがオンすると出力端子の電圧は+側電源電圧になります。

接点出力(有接点出力)との違いは

トランジスタを使用する出力は機械的な接点の開閉がないため無接点出力と呼ばれます。
メカニカルリレーを使用する有接点出力と比べると応答時間が早いため高速な制御を行う際は有効です。
また、機械的な動作がないため使用回数による寿命はありません。 電流が流れる方向が決まっているため出力を用いて動作できるのはDC負荷に限られます。

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