對于編碼器、傳感器的用戶（尤其是初學者）來說，有太多的輸出類型名稱，例如：NPN 和 PNP 輸出、源型與漏型輸出、上拉或下拉電阻與電壓輸出，推挽 HTL 輸出、推挽含反相輸出 HTL-G6、互補輸出、正邏輯與負邏輯，等等，這么多名詞往往會讓人困擾，對于新手來說更是不太容易明白，而網絡上的這么多名稱概念的各種解釋與拼湊，正確的、錯誤的各有自相矛盾之處混在一起的，真好似熬成了一鍋粥，愈發造成用戶的困惑。在此，請允許我也加入攪和一下這鍋粥，也來講講這個 NPN 和 PNP，看看能不能講個明白，或者再攪糊涂些，等待高手加入厘清。
NPN 與 PNP
NPN 與 PNP 是指晶體管三極管，P是正電極性，N是負電極性，這是兩種不同極性組合的三極管，三極管的主要作用是信號放大與開關輸出。
NPN 與 PNP的集電極開路輸出（OC門）
集電極開路是三極管放大電路其中的一種應用，C 集電極置高電平，E 發射極置低電平，由 B 基極送入小信號，在集電極獲得放大開關信號輸出。集電極開路放大電路有時簡稱 OC 門。NPN 型集電極開路的電源與信號公共端在高電平，也稱共陽；PNP 型集電極開路的電源與信號公共端在低電平，也稱為共陰。
由于有信號流向的不同和公共端接線方式的不同，PNP 信號與 NPN 信號也要與對應的接收電路極性匹配，也即 PNP 電路接收 PNP 信號，和 NPN 接收 NPN 信號。
傳感器編碼器與三極管集電極開路
三極管集電極開路電路是送入一個小信號，放大到一個開關信號在集電極輸出，這與傳感器感應到一個傳感信號再輸出一個開關信號，在電路上是吻合的。因此很多傳感器選擇了這類 NPN 與 PNP 集電極開路輸出類型。而增量編碼器的脈沖輸出也是一個高低電平脈沖的變化輸出，因此早期的增量編碼器很多也都選擇了這種 NPN 與 PNP 的集電極開路輸出類型。
源型與漏型
在集電極開路輸出的電路中，由于三極管極性的方向性，NPN 型電路，其中的集電極信號電流是由負載端向發射級 0V 流向的，相當于這個電路是個漏斗，當輸出開關打開時信號流向是吸入流過這個漏斗到 0V 的，所以NPN也稱為“漏型”輸出。
而在 PNP 型電路中，由于三極管的極性方向性，在信號向集電極輸出時，是由此 PNP 電路向負載端輸出信號流的，相當于由電路源頭輸出，所以 PNP 也稱為“源型”輸出。
正邏輯與負邏輯
在 PNP 型電路中，其電源與信號的公共端是在低電平 0V，當輸入小信號在低電平時與公共端沒有電壓差，也就沒有放大的開關信號輸出（數字量為 0），只有當輸入是高電平時與公共端形成電壓差而有放大的開關信號高電平輸出，這種信號在高電平時有效的（數字量為1）數字模式，稱為 PNP 正邏輯。
在 NPN 型電路中，其電源與信號的公共端是在高電平（這個放大電路特性），當輸入小信號在高電平時，輸入輸出沒有電壓差，也就沒有開關信號輸出（數字量為 0），只有當輸入是低電平時（形成漏斗）與輸出端形成電壓差而有開關信號輸出，這種信號在低電平時有效的（數字量為1）數字模式，稱為 NPN 負邏輯。
推挽式（HTL）輸出，Push-Pull
推挽式、推拉式、push-pull、HTL
9 - 30V 推挽輸出是一對三極管 NPN 和 PNP 的匹配組合，在正信號時有 PNP 放大輸出（源信號推出），在負信號時有 NPN 放大輸出（漏斗型信號“拉”入），其也被稱為是推拉輸出名稱（PUSH-PULL）就是由此而來的，因此推挽式電路可以兼容在 PNP 電路和 NPN 接收電路中使用，取決于公共端的接法。由于相對于 5V 的信號輸出是較高的電平，在歐系設備中也用 HTL 表示。
增量編碼器的推挽式含反相 6 通道（HTL-G6）的互補輸出
互補是數學編碼方式的名稱，好比在三角形里面有 90° 直角互補和 180° 直線互補。在開關邏輯信號中是指開關輸出的邏輯互補，當原信號為 1 時，互補信號為 0；當原信號為 0 時互補信號為 1，這是信號的數字編碼互補。在增量脈沖信號的一個脈沖周期內是指 180° 相位的反相互補。
增量編碼器的( HTL-G6) 推挽式互補 6 通道輸出，是指無論是 PNP 接法還是 NPN 接法（取決于公共端接法），HTL-G6 信號總是同時輸出一組 1 和 0，A 與 A-，B 與 B-，Z 與Z- 的相互之間互補輸出，例如：A 與 A-，當 A 在 1 時，A- 就在 0；當 A 在 0 時，A- 就在 1。
這種同時包含了互補信號的輸出，對于對空間電磁場沒有產生電磁場變化擾動，也就是最不易被空間電磁場干擾到，而這種互補信號如果配合雙絞屏蔽電纜配對傳輸，抗干擾效果也更佳，信號往往可傳輸 100 米以上。推挽式互補輸出 HTL-G6 也可以只接一個極性的信號輸出，例如：NPN 或 PNP 的 A、B、Z 相 3 根線，甚至只接 A、B，同樣可以兼容使用并也有較強的抗干擾性能。HTL-G6 因其同時具有兼容 PNP、NPN、推挽，又抗干擾效果最佳，是理想的替換 NPN 和 PNP 集電極開路輸出的先進電路輸出。
HTL-G6 與 5V TTL 的不同，一個是電壓范圍的不同，HTL 的電壓更高。另一個是電流流向的不同，HTL-G6 的電流流向都是流向公共端，而 TTL（ 5V 差分長線驅動）的電流流向是 A 到 A-，或者 A- 到 A ，與公共端無關。
上拉電阻與電壓輸出
對于 NPN 型的信號輸出，要接入 PNP 型接收電路是沒法接收信號的（電流流向不同，公共端不同），那可以在 NPN 型輸出的負載端接一個電阻，依靠采集電阻兩端的電壓并讀取電壓變化，也稱為電壓輸出。
因為 NPN 是低電平有效，采集電壓時通過采集端極性的互換將其轉為高電平有效（類似 PNP 型的高電平有效），把電壓上拉了，因此這個電阻俗稱“上拉電阻”。上拉電阻在信號頻率較高時因熱電阻而響應延遲，帶來信號延遲失真，同時這段要采集的電壓也較容易被干擾到。
這種用法更像是臨時性應急，不建議一直使用。
光偶接收，用光偶接收信號，與電流流向無關，因此可兼容接收 NPN 和 PNP，但是，NPN 的負邏輯特性沒有改變，信號是反相的，如果是編碼器會造成 A、B 相反相而輸出旋轉方向的反轉，而對于 Z 相更是要注意輸出是反相的，在 0 點是低電平，0 點以外大部分是高電平。
NPN 型編碼器，該說再見了
三極管放大電路的應用有超過半個世紀了，隨著傳感器編碼器的使用越來越普遍，一些日系設備常用的 NPN 電路已經開始遇到了很多麻煩，其中一個主要的是使用 NPN 型電路要求所有的接入都必須是 NPN 一致性的，公共端在電源的高電平共陽，而現在電控以歐洲為代表的設計都是公共端在 0V 共陰，這造成了公共端接線的混亂。在采用上拉電阻規避的方式時也有信號失真和采集電壓容易受干擾的困擾，即使用光偶接收也會遇到信號邏輯反相，尤其是在 Z 相的反相，帶給不熟悉的用戶很多困惑。而歐系的很多系統設備還要求 0V 接地，較多的 NPN 接入大面積的高電平公共端，與大面積的 0V 接地與外殼形成了電容電壓差，在設備通電與關機變化瞬間較容易沖擊損壞器件。
結論：
NPN 器件尤其是 NPN 編碼器如果與歐系設備混用，信號較易被干擾，編程要反相，器件較易被損壞。
而另一方面，隨著 HTL-G6 推挽式含反相信號的大量成功應用，其兼容性強抗干擾性好、且使用成本已經大大降低，與原有的集電極開路輸出成本相差已經很接近，其作為理想的替換 NPN 和 PNP 集電極開路輸出，尤其是可替換掉容易造成公共端接線混亂的 NPN 型編碼器。
NPN 編碼器，該說再見了。
作者：@Q
