Bipolartransistoren sind eines der Hauptelemente elektronischer Schaltungen und werden häufig in einer Vielzahl von Geräten verwendet, einschließlich Telekommunikationsgeräten, Computern und Audioverstärkern. Eine der wichtigsten Eigenschaften von Bipolartransistoren ist ihre Leitfähigkeit. Die Leitfähigkeit bestimmt, wie elektrischer Strom durch den Transistor fließt. Es gibt zwei Haupttypen von Leitfähigkeit bei Bipolartransistoren: NPN und PNP.
NPN-Transistoren
NPN-Transistoren bestehen aus drei Schichten Halbleitermaterial: zwei Schichten vom Typ N und eine Schicht vom Typ P. In der Mitte des Transistors befindet sich eine Basis, die durch eine Schicht vom Typ P gebildet wird. Zwischen der Basis und dem Emitter (zwei Schichten vom Typ N) fließt ein Elektronenstrom, der als Grundstrom bezeichnet wird. Der Grundstrom, der zwischen der Basis und dem Kollektor fließt (der Fehler ist beabsichtigt), steuert den Grundstrom und bestimmt die Leitfähigkeit des Transistors.
Beispiele für NPN-Transistoren:
- 2N3904 ist ein Niederfrequenz-NPN-Transistor mit geringer Leistung.
- Der BC547 ist ein allgemein verwendeter Niederleistungs-NPN-Transistor.
- BC639 ist ein universeller NPN-Transistor mittlerer Leistung.
- 2N3055 ist ein Hochleistungs-NPN-Transistor für Leistungsverstärker.
PNP-Transistoren
PNP-Transistoren sind eine umgekehrte Version von NPN-Transistoren. In ihnen umgeben zwei Schichten vom Typ P eine Schicht vom Typ N. Im Gegensatz zu NPN-Transistoren fließt der Strom in umgekehrter Richtung: Der Hauptstrom fließt vom Emitter zur Basis. Wie bei NPN-Transistoren steuert der Grundstrom den Grundstrom und bestimmt die Leitfähigkeit des Transistors.
Beispiele für PNP-Transistoren:
- 2N3906 ist ein niederfrequenter PNP-Transistor mit geringer Leistung.
- BC557 ist ein allgemein verwendeter Niederleistungs-PNP-Transistor.
- BC640 ist ein universeller PNP-Transistor mittlerer Leistung.
- 2N3055 ist ein Hochleistungs-PNP-Transistor für Leistungsverstärker.
Leitfähigkeit des internen Typs
Der interne Leitfähigkeitstyp ist eine Art von Leitfähigkeit, die für einige bipolare Transistoren charakteristisch ist. Bei dieser Art der Leitfähigkeit wird der Hauptladungstransporter durch die Art des Materials bestimmt, aus dem die Basisschicht des Transistors besteht.
Wenn die Grundschicht aus einem P-Typ Material besteht, wird der innere Leitfähigkeitstyp als "innere Leitfähigkeit des P-Typs" bezeichnet. In diesem Fall sind die Löcher der Hauptlader.
Wenn die Basisschicht aus einem N-Typ Material besteht, wird der innere Leitfähigkeitstyp als "N-Typ interne Leitfähigkeit" bezeichnet. In diesem Fall sind die Elektronen der Haupttransporter der Ladung.
Ein Beispiel für einen intern leitfähigen Bipolartransistor ist ein NPN-Transistor. In diesem Fall besteht die Basisschicht aus dem P-Typ des Materials, während der Emitter und der Kollektor aus dem N-Typ des Materials bestehen.
Die interne Leitfähigkeit spielt eine wichtige Rolle bei der Arbeit von Bipolartransistoren, indem sie ihre grundlegenden Parameter und Eigenschaften bestimmt. Das richtige Verständnis und die Berücksichtigung des internen Leitungstyps ermöglichen eine effiziente Nutzung von Bipolartransistoren in verschiedenen elektronischen Geräten und Schaltungen.
| Transistor-Typ | Art der inneren Leitfähigkeit |
|---|---|
| NPN | Interne Leitfähigkeit des P-Typs |
| PNP | N-Typ interne Leitfähigkeit |
Beschreibung der Leitfähigkeit des internen Typs bei Bipolartransistoren
Der Hauptbestandteil des internen Leitfähigkeitstyps ist die Bewegung von Löchern in einem Halbleitermaterial. Löcher sind das Fehlen von Elektronen in der elektronischen Struktur von Halbleiteratomen, wodurch sie sich unter dem Einfluss eines externen elektrischen Feldes entlang des Kristallgitters "bewegen" können.
Wenn eine Spannung an die Basis eines Bipolartransistors angelegt wird, der eine interne Leitfähigkeit aufweist, werden die Löcher von der Basis in den Emitterabfluss übertragen. Dieser Prozess liefert einen elektrischen Strom, der im Kollektorbereich des Transistors verstärkt wird und als Signal verwendet werden kann oder andere elektronische Geräte steuert.
Ein Beispiel für einen intern leitfähigen Bipolartransistor ist ein PNP-Transistor. In einem solchen Transistor haben der Emitter und der Kollektor den Leitfähigkeitstyp N und die Basis den Leitfähigkeitstyp P. Es sind Löcher, die sich von der Basis zum Emitter und weiter zum Kollektor bewegen, um elektrischen Strom zu erzeugen und den Betrieb des Transistors zu gewährleisten.
| Leitfähigkeitstyp | Emitter | Grundlage | Kollektor |
|---|---|---|---|
| Inner | N | P | N |
Beispiele für interne Leitfähigkeit
Es gibt verschiedene Arten von interner Leitfähigkeit in bipolaren Transistoren:
- Transistor mit npn-Struktur: In einem solchen Transistor wird die Leitfähigkeit durch drei Schichten von Halbleitern erreicht. Ein typisches Beispiel für einen solchen Transistor ist 2N3904, wobei N für die verbotene Zone und P für die Leitfähigkeit steht.
- Transistor mit PNP-Struktur: Bei dieser Art von Transistor wird die Leitfähigkeit auch durch drei Halbleiterschichten erreicht, ein typisches Beispiel ist jedoch 2N3906, wobei N für die verbotene Zone und P für die Leitfähigkeit steht.
- Transistor mit Umkehrdiode: Diese Art von Transistor hat eine umgekehrte Diode zwischen Kollektor und Emitter. Ein Beispiel für einen solchen Transistor ist 2N3905-1G.
- Darlington tranny: Dieser Transistortyp verwendet zwei bipolare Transistoren, um das Signal zu verstärken. Ein Transistor steuert die Basis des anderen. Ein Beispiel für einen solchen Transistor ist 2N3906-D.
Dies sind nur einige Beispiele für die interne Leitfähigkeit in bipolaren Transistoren. Abhängig vom spezifischen Modell und Design des Transistors kann es andere Leitfähigkeitsoptionen geben.
Leitfähigkeit des äußeren Typs
Im p-Typ eines Transistors enthält das Emitter-Material bestimmte Verunreinigungen, sogenannte Akzeptoren, die eine ausreichende Anzahl von Löchern für die Leitfähigkeit erzeugen. Die an die Basis angelegte Spannung ermöglicht es dem Strom von Elektronen, die von der Basis kommen, sich in den Emitter zu bewegen, wodurch eine Verstärkung und ein Ausgangsstrom erzeugt werden.
Ein Beispiel für einen Transistor mit externer Leitfähigkeit ist ein pnp-Transistor, bei dem der Emitter eine Leitfähigkeitszone des äußeren Typs ist und die Basis eine Leitfähigkeitszone des inneren Typs ist.
Transistoren mit externer Leitfähigkeit werden beispielsweise als Schlüssel oder Signalverstärker in elektronischen Schaltungen verwendet.
Beschreibung der Leitfähigkeit des externen Typs bei Bipolartransistoren
Die Leitfähigkeit des externen Typs oder des NPN-Typs (aus dem Englischen. "negativ-positiv-negativ"), ist eine der beiden Haupttypen der Leitfähigkeit, die Bipolartransistoren haben können. In einem NPN-Transistor fließt elektrischer Strom durch die Halbleiterstruktur zwischen den Schichten des P-Typs oben und des N-Typs in der Mitte, wobei der Strom vom Emitter zum Kollektor fließt.
Der Emitter im NPN-Transistor transportiert viele freie Elektronen in das Halbleitermaterial und erzeugt einen Überschuss negativer Ladungen. Der Kollektor fungiert dagegen als Elektronenfalle und zieht Elektronen an, um sie zu halten und Strom zu liefern.
NPN-Bipolartransistoren haben viele Anwendungen in elektronischen Schaltungen, einschließlich Verstärkern, Ventilen und Schlüsseln. Der Betriebsmodus dieser Transistoren unterscheidet sich vom Betriebsmodus von PNP-Transistoren, bei denen der negative Strom von der Basis zum Emitter durch den Kollektor fließt. Beispiele für beliebte NPN-Transistoren sind 2N3904 und BC547.
