我們經常遇到DCS、PLC開關量通道的信號輸入輸出，其內部電路都是通過晶體管、晶閘管、繼電器和光電隔離實現。本文對這些器件進行分析，使大家查看設備說明書時能有更深入的理解。
本文部分內容從理論分析方面不是很嚴謹，這些分析是本人自身的一些理解，目的僅是為了使大家易於理解實際接線原則，希望能對大家有所幫助。
先舉兩個例子：
（1）三菱產品手冊中的三菱PLC輸入電路：
（2）三菱PLC輸出電路：
下面逐項進行展開分析：
1、三極管
三極管具有電流放大作用、開關作用。
上圖中C、B、E分別叫做三極管的集電極、基極、發射極，Ib為基極電流，Ice為集電極電流。下文的 Vbe 為基極電壓，β為三極管電流放大倍數。
下圖說明三極管特性分為三個區域：截止區、放大區、飽和區。
截至區：Vbe<0.7V時，β=0，Ice與Ib無關，
Ice=0
放大區：0.7V Ice=βx Ib 飽和區：Vbe> 0.7V+時，Ice與Ib無關， Ice=I0 ---- I0為Ice最大數值，決定於具體電路 放大區用於模擬信號的處理，主要是聲音、圖像及其他模擬信號的處理，對於我們工控行業，我們使用截止區和飽和區的性能，也就是三極管的開關作用。對於具有開關作用的三極管，具有如下特性（放大區“萎縮”了）： 輸入低於某一電壓（0.7V），Ice為零無輸出，三極管處於截止區；輸入高於動作閥值（0.7V+），輸出Ice達到最大值為飽和狀態，三極管處於飽和區。 下圖左側圖中輸入低於某一電壓，Ice為零，CE間接近電源電壓，負載RLD分壓為零，電路無輸出；輸入達到動作閥值，輸出Ice達到最大值為飽和狀態，CE間接近零電壓，負載RLD分壓接近電源電壓，電路有輸出。 下圖右側圖中為常規繼電器迴路，兩個迴路具有相似的性能。左側電路也稱為固態繼電器，無機械觸點，動作實時性強（動作速度快）。右側為常規繼電器，動作有機械延時，動作次數有限（觸點損壞）。兩者在PLC輸出通道均有應用。大家注意兩側圖中電路端子Vcc、Vin以及電阻RLD，有助於理解兩者的相似性。 2、晶閘管（可控硅） A、K間加正向電壓，G、K間加觸發電壓，晶閘管有條件導通：G、K間電壓越高，A、K間導通電壓越低。A、K一旦導通，A、K間或者G、K間電壓出現負值才關斷，否則一直維持導通。 用作無觸點開關的雙向晶閘管 柵極（控制極）加正向電壓，晶閘管導通。柵極（控制極）加負向電壓，晶閘管截止。 
開關晶閘管與繼電器
晶閘管：G加正向電壓，T1-T2導通，G加反向電壓，T1-T2截止。
繼電器：G加正向電壓，T1-T2導通，G電壓回零，T1-T2截止。
大家注意兩側圖中電路端子T1、T2、G，有助於理解兩者的相似性。。
3、光電耦合
輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大後輸出。這就完成了電—光—電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用，具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。有了這個電路，強電就不能通過I/O通道串入控制器。
4、三菱產品手冊中的三菱PLC開關量輸入輸出電路：
繼電器輸出通道：外部電路直流供電、交流供電均可，但要求毫秒級動作的功能不能使用該類通道。
三極管輸出通道：外部電路直流供電（負極公共端）
晶閘管輸出通道：外部電路交流供電
正極公共輸入通道：注意光電耦合器件中發光二極管的方向，確定了該類輸入通道為正極為公共端。
負極公共端輸入通道：注意光電耦合器件中發光二極管的方向，確定了該類輸入通道為負極為公共端。
正極公共/負極公共共享輸入通道：注意光電耦合器件中發光二極管，確定了該類輸入通道為正極公共/負極公共均可使用。
區別於上述正極/負極公共端的叫法，PLC開關量輸入輸出另外一種叫法是源型輸入/輸出、漏型輸入/輸出，各個PLC廠家沒有進行統一，甚至是相反的叫法，非常容易引起混亂。理解了晶體管、晶閘管、繼電器和光電隔離的工作機制，無需區分公共端、源型、漏型，看到手冊上內部電路的示意圖，就知道如何接線了。這就是理解本文的意義。
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