西门子PLC222CN可编程控制器

时间：2023-05-31

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SIMATIC S7-200 SMART (Mao, Dong)

小型可编程控制器 & SMART LINE 精彩系列面板

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	6ES7288-1ST20-0AA1	S7-200 SMART，CPU ST20，标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，12 输入/8 输出
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三极管，全称半导体三极管，也称双较型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。

三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电结。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射较头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射较头向外。发射较头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。从三个区引出相应的电极，分别为基较b发射较e和集电极c。

NPN型三极管

在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子(电子)及基区的多数载流子(空穴)很地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射较电流子。

三极管按材料分有两种：硅管和锗管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用较多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，(其中，N表示在高纯度硅中加入磷，取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电);两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。

对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射较e (Emitter)、基较b (Base)和集电极c (Collector)。

当b点电位**e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位**b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要**基较电源Eb。

我们把从基较B流至发射较E的电流叫做基较电流Ib;把从集电极C流至发射较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较的，所以发射较E上就用了一个头来表示电流的方向。

三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射较接法为例(信号从基较输入，从集电极输出，发射较接地)，当基较电压UB有一个微小的变化时，基较电流IB也会随之有一小的变化，受基较电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基较电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基较电流越小，集电极电流也越小，即基较电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基较电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。)，三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。

由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic，只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基较电源Eb重新补给，从而形成了基较电流Ib。根据电流连续性原理得：

Ie=Ib Ic

这就是说，在基较补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：

β1=Ic/Ib

式中：β1--称为直流放大倍数，

集电极电流的变化量△Ic与基较电流的变化量△Ib之比为：

β= △Ic/△Ib

式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至几百。

α1=Ic/Ie(Ic与Ie是直流通路中的电流大小)

式中：α1也称为直流放大倍数，一般在共基较组态放大电路中使用，描述了发射较电流与集电极电流的关系。

α =△Ic/△Ie

表达式中的α为交流共基较电流放大倍数。同理α与α1在小信号输入时相差也不大。

对于两个描述电流关系的放大倍数有以下关系β=a/(1-a)。

三极管的放大作用就是：集电极电流受基较电流的控制(设电源能够提供给集电极足够大的电流的话)，并且基较电流很小的变化，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较电流变化量的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)。

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