PNP / NPN Entscheid

Peter Dannegger schrieb:
> Früher stellte die DDR Germanium-Transistoren nur als pnp her und die
> CSSR vorwiegend als npn.

Und bei Silizium-Transistoren wars genau andersrum. Man musste ewig nach 
KFY16/18 rumrennen, wenn man pnp haben wollte. Viel später gabs dann 
SF116-119.

Chris schrieb:
> Allerdings leuchtet mir nicht ganz ein wieso ich dem einen den Vorzug
> zum Andern geben soll.

Man kann Schaltungen mit PNP Transistoren aufbauen und wenn man alle 
Bauteile verpolt auch mit NPN. Bei Germanium war PNP üblich mit Masse an 
Plzs, seit Silizium ist NPN üblich mit Masse an Minus, weil das einfach 
die Transistoren mit den besseren Eigenschaften sind, und billiger dazu.
Das wissen die besseren der Entwickler, und die anderen machen es ihnen 
nach.

Das war im Rahmen der Arbeitsteilung im RGW so festgelegt worden. Und 
keine "Vorliebe" der jeweiligen RGW-Länder.

Blackbird

MaWin schrieb:
> seit Silizium ist NPN üblich mit Masse an Minus, weil das einfach
> die Transistoren mit den besseren Eigenschaften sind, und billiger dazu.
> Das wissen die besseren der Entwickler, und die anderen machen es ihnen
> nach.

Axel Schwenke schrieb:
> Es ist auch heute noch so, daß man aus Silizum bessere npn- als pnp-
> Transistoren (und bessere n-Kanal- als p-Kanal-MOSFET) bauen kann.

Ich finde, was die diskreten bipolaren Transistoren angeht, sind diese 
Zeiten längst vorbei. Heute sind sowohl die statischen als auch die 
dynamischen Eigenschaften der Transistoren weitgehend gleich. Das gilt 
sowohl für Kleinleistungstransistoren (BC54x/BC55x, BC337/BC338, 
BD135/BD136, usw.), als auch für große Leistungen (MJL1302/3281, 
D44/D45, MJE15028-15031, usw.) und teilweise auch für HF (BFR92/BFT92, 
BFG31/BFG97, usw.). Oft haben dabei die pnp die besseren Daten.

Die Entscheidung sollte auch nicht lauten npn oder pnp, sondern wo ist 
welcher Typ der sinnvollere. Man kann mit komplementärer 
Schaltungtechnik Probleme meist viel einfacher und/oder eleganter lösen, 
als mit nur einer Polarität.

Insiderinfo's aus der Industrie:

Um 1960, noch vor meiner aktiven Zeit, war die Produktion von 
pnp-Germanium Transistoren deutlich preiswerter als die Produktion von 
npn-Transistoren.
Der Grund war, dass Germanium bei der Herstellung eine p-dotierte 
Restverunreinigung enthielt.
Der Reinheitsgrad für eine n-Dotierung musste deswegen etwa um den 
Faktor ~100 höher sein, so dass n-dotiertes Germanium nur für die Basis 
verwendet wurde. Auch hierbei war der Ausschuss z.T. über 90%.

Die Gewinnung von ausreichend reinem Silizium gelang erst etwa 1968 in 
einem Maß, so dass Silizium das Germanium kostengünstiger ersetzen 
konnte.
Die verbleibende Verunreinigung führte zu einem n-dotierten Rohmaterial.
Daraus entwickelte sich der nun preiswertere npn-Transistor.
Die Reinheit des Ausgangsmaterials führte auch zu einer deutlichen 
Verbesserung des Eigenrauschens, ein weiterer Grund für die 
npn-Entwicklung.

Das Geld bestimmt die Welt.
So war auch die n-Dotierung mir Phosphor deutlich preiswerter als die 
p-Dotierung mit Bor.
Bor stand uns nur in der Form Na2-B4-O7 zur Verfügung und musste 
aufwändig aufbereitet werden.
Die Aufbereitung von Phosphor war unproblematisch.

Richtig ist, dass die in der DDR verfügbaren Produktionsanlagen auf 
Germanium eingestellt waren und eine Umstellung wirtschaftlich nicht 
machbar war.

Die Nachfrage aus den Entwicklungslaboratorien weltweit stieg gerade in 
den 70'er Jahren rasant an, da die Röhrenbenutzer im npn-Transistor eine 
gewisse Verwandtschaft zur Röhre sahen, was die Übertragung der 
Röhren-Schaltungen wesentlich vereinfachte.

Joe

Bei Löcherleitung hast du schlechtere elektrische Eigenschaften als bei 
Elektronenleitung(allem voran der Widerstand!) deswegen sollte man npn 
eig. immer bevorzugen wenns geht.

ArnoR schrieb:
> Ich finde, was die diskreten bipolaren Transistoren angeht, sind diese
> Zeiten längst vorbei. Heute sind sowohl die statischen als auch die
> dynamischen Eigenschaften der Transistoren weitgehend gleich.

Das mag wohl sein, aber sicher nicht auf der gleichen Siliziumfläche, 
die ist beim pnp sicher größer wenn ein npn und pnp gleiche 
Eigenschaften haben, muss schon allein wegen dem deutlich höheren 
Widerstand bei Löcherleitung als bei Elektronenleitung so sein, und das 
sollte sich auch (wenn auch nur bei großen Stückzahlen wirklich 
merklich) auf den Preis auswirken.

Chris schrieb:

> Ist das eine persönliche Präferenz des Entwicklers?

Klar entscheidet ein Entwickler mit. Es spielen da verschiedene Faktoren 
eine Rolle. Z.B. Preis, oder braucht man am Lager wirklich zwei 
Lagerplätze anstatt einen, und manche Schaltungen benötigen eben nur PNP 
oder NPN, oder beide.

Setze zwei Entwickler an die selbe Aufgabe. Da kommt sowohl bei jedem 
bei Hardware was anderes raus, als auch in der Software.

Udo Schmitt schrieb:
> War das nicht so daß (bei Silizium) die virtuelle Masse der Löcher 3 mal
> größer war als die der freien Elektronen?

Was soll die virtuelle Masse bei Halbleitern sein??

Wie ich oben schon geschrieben habe, ist die spezifische Leitfähigkeit 
von n-Dotierungen viel besser als die von p-Dotierungen, das macht eig. 
den größten Unterschied aus.

Thomas schrieb:

> Wie ich oben schon geschrieben habe, ist die spezifische Leitfähigkeit
> von n-Dotierungen viel besser als die von p-Dotierungen, das macht eig.
> den größten Unterschied aus.

Wie ist das bei Germanium?

In der Regel bekomme ich aber einen BC557 zum selben Preis und 
Eigenschaften wie ein BC547.

Pascal B. schrieb:
> wieder so ne typische klugscheisser antwort die letztlich noch nichtmals
> die frage richtig beantwortet

Die Antwort ist aber korrekt, denn Du kannst sie in keinem Punkt 
widerlegen!

Udo Schmitt schrieb:
>> Was soll die virtuelle Masse bei Halbleitern sein??
>
> http://de.wikipedia.org/wiki/Beweglichkeit_%28Physik%29
> Zitat unter Kapitel: "Mobilität in Festkörpern"
> "Elektronen haben meist kleinere effektive Massen als Löcher und somit
> eine höhere Mobilität."
>
> Und das hat durchaus entscheidenden Einfluss auf das Verhalten der
> Halbleiter.

Ah das war wohl eine kleine Begriffsverwechslung, das mit der effektiven 
Masse stimmt natürlich.

>Wie ist das bei Germanium?
Das ist eine gute Frage, das weiß ich selbst nicht, könnte mir aber 
vorstellen dass das auch ähnlich ist.
Weiß das zufällig wer?


>In der Regel bekomme ich aber einen BC557 zum selben Preis und
>Eigenschaften wie ein BC547.
Wie Udo schon geschrieben hat, nein :) Noch deutlicher sieht mans 
eigentlich bei Mosfets, wie auch oben schon jemand angemerkt hat.

Udo Schmitt schrieb:

> Wilhelm F. schrieb:
>> In der Regel bekomme ich aber einen BC557 zum selben Preis und
>> Eigenschaften wie ein BC547.
>
> Schönes Beispiel: Schau dir mal beide Datenblätter an. Ft
> (Transitfrequenz) ist beim npn Typ doppelt so hoch wie beim pnp.

Das ist völlig richtig. Oft sind auch IC und UBE und UCEsat einen 
winzigen Tick schlechter. Oft benötige ich aber diese Transitfrequenz 
bei diesen Bauteilen bei weitem nicht, es ist da völlig wurscht.

Naja, so egal ist die Auswahl nicht, wie von einigen dargestellt. Zwar 
lassen sich viele Funktionen durch PNP als auch NPN abbilden, aber schon 
bei einer Push-Pull-Endstufe oder einem Class-B Verstärker wird es ohne 
beide Typen haarig.

Udo Schmitt schrieb:
> Schönes Beispiel: Schau dir mal beide Datenblätter an. Ft
> (Transitfrequenz) ist beim npn Typ doppelt so hoch wie beim pnp.

Falscher Hersteller ;-), bei Onsemi ist wieder der pnp besser.

Vielen Dank für die ausführlichen Antworten, es ist jetzt etwas klarer. 
Ich finde es immer wieder schön, dass es so viele hilfsbereite Personen 
in diesem Forum hat.

Die Ladungsträgerbeweglichkeit von Elektronen ist in einkristallinem 
Silizium drei mal höher als die von Löchern. Man erhält also in 
n-Silizium bei gleicher Ladungsträgerkonzentration höhere Ströme als in 
p-Silizium.
Manche Bauelemente (Hallsonde) leben von hohen 
Ladungsträgerbeweglichkeiten.

Harald Wilhelms schrieb:
> Das bei Germanium PNP besser als NPN war,
> gehörte aber bei den damaligen Elektronikern (nicht nur den Ent-
> wicklern)zum Allgemeinwissen.

Hast du da irgendwelche Beispiele, bzw. kannst du erklären warum das so 
ist?
Finde das Thema gerade ziemlich interessant, habe gerade mal meine alten 
Uni-Unterlagen dazu angesehen.Ganz konkret dazu hab ich nichts gefunden, 
aber anhand der Bandgap bei dotiertem Germanium hätte ich nämlich 
geurteilt dass der Unterschied zwischen npn und pnp nur minimal ist im 
Gegensatz zu Silizium.