NPN- vs. PNP-Transistor
Transistoren sind Halbleiterbauelemente mit 3 Anschlüssen, die in der Elektronik verwendet werden. Basierend auf dem internen Betrieb und der Struktur werden Transistoren in zwei Kategorien eingeteilt, Bipolar Junction Transistor (BJT) und Field Effect Transistor (FET). BJTs waren die ersten, die 1947 von John Bardeen und W alter Brattain in den Bell Telephone Laboratories entwickelt wurden. PNP und NPN sind nur zwei Arten von Bipolartransistoren (BJT).
Die Struktur von BJTs ist so, dass eine dünne Schicht aus Halbleitermaterial vom P-Typ oder N-Typ zwischen zwei Schichten eines Halbleiters vom entgegengesetzten Typ eingebettet ist. Die Sandwichschicht und die beiden äußeren Schichten bilden zwei Halbleiterübergänge, daher der Name Bipolar Junction Transistor. Ein BJT mit Halbleitermaterial vom p-Typ in der Mitte und Material vom n-Typ an den Seiten ist als Transistor vom NPN-Typ bekannt. Ebenso wird ein BJT mit n-Typ-Material in der Mitte und p-Typ-Material an den Seiten als PNP-Transistor bezeichnet.
Die mittlere Schicht wird als Basis (B) bezeichnet, während eine der äußeren Schichten als Kollektor (C) und die andere als Emitter (E) bezeichnet wird. Die Übergänge werden als Basis-Emitter (B-E)-Übergang und Basis-Kollektor (B-C)-Übergang bezeichnet. Die Basis ist leicht dotiert, während der Emitter hoch dotiert ist. Der Kollektor hat eine relativ niedrigere Dotierungskonzentration als der Emitter.
Im Betrieb ist der BE-Übergang im Allgemeinen in Vorwärtsrichtung und der BC-Übergang in Sperrrichtung mit einer viel höheren Spannung vorgespannt. Der Ladungsfluss beruht auf der Diffusion von Ladungsträgern über diese beiden Übergänge.
Mehr über PNP-Transistoren
Ein PNP-Transistor ist aus einem Halbleitermaterial vom n-Typ mit einer relativ niedrigen Dotierungskonzentration von Donator-Störstellen aufgebaut. Der Emitter wird mit einer höheren Konzentration an Akzeptorverunreinigungen dotiert, und der Kollektor erhält ein niedrigeres Dotierungsniveau als der Emitter.
Im Betrieb wird der BE-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt, indem ein niedrigeres Potential an die Basis angelegt wird, und der BC-Übergang wird in Sperrrichtung vorgespannt, indem eine viel niedrigere Spannung an den Kollektor angelegt wird. In dieser Konfiguration kann der PNP-Transistor als Sch alter oder Verstärker arbeiten.
Die Majoritätsladungsträger des PNP-Transistors, die Löcher, haben eine relativ geringe Beweglichkeit. Dies führt zu einem niedrigeren Frequenzgang und Einschränkungen im Stromfluss.
Mehr über NPN-Transistoren
Der Transistor vom NPN-Typ ist auf einem Halbleitermaterial vom p-Typ mit einem relativ niedrigen Dotierungsniveau aufgebaut. Der Emitter ist mit einer Donatorverunreinigung auf einem viel höheren Dotierungsniveau dotiert, und der Kollektor ist mit einem niedrigeren Niveau als der Emitter dotiert.
Die Vorspannungskonfiguration des NPN-Transistors ist das Gegenteil des PNP-Transistors. Die Spannungen werden vertauscht.
Die Majoritätsladungsträger vom NPN-Typ sind die Elektronen, die eine höhere Beweglichkeit als die Löcher haben. Daher ist die Reaktionszeit eines Transistors vom NPN-Typ relativ schneller als die des PNP-Typs. Daher werden Transistoren vom NPN-Typ am häufigsten in Hochfrequenzgeräten verwendet, und aufgrund ihrer einfacheren Herstellung als PNP werden sie am häufigsten von den beiden Typen verwendet.
Was ist der Unterschied zwischen NPN- und PNP-Transistoren?
