Hallo, bin gerade auf den "alten Beitrag" gestossen und frage mich nach Durchlesen immer noch, warum sich das Gerücht hält. Wenn man mal von den Beiträgen zu Germaniumtransistoren absieht (GE also, die mich nicht interessieren), dann scheint es tatsächlich ein Faktum aus der Anfangsära zu sein. Bei heutigen PNP-Transistoren sind doch fast alle Kennwerte mit NPN-Typen vergleichbar. Habe bei einigen Typen geringere Transitfrequenzen gefunden und manchmal größere BE oder BC-Kapazitäten, aber sonst nichts. Ich kenne auch die diskreten Audio-Schaltungen mit Longtail-PNP-NPN Eingängen und da wird mit geringerem Rauschen argumentiert, was mich aber schon damals wie heute nicht überzeugt hat. Auffällig finde ich aber, dass moderne Darlington-PNP's deutlich geringere Verstärkung zeigen. Z.B 5000 bei PNP gegen 20000 bei NPN. Da auch in "alten diskreten Schaltungen" immer wieder an "überraschender" Stelle PNP-Transistoren auftauchen (keine AB-Endstufen versteht sich), ist die Frage sicher berechtigt, warum?! Wahrscheinlich so etwas Simples wie Potential und ganz sicher keine Materialeinsparung :-) Ich erforsche gern so "alte" Transistorschaltungen, finde aber öfter, als vermutet, dass sich die Schaltungen in LT nicht wie erwartet oder gar nicht verhalten. Na ja...wollte das mal loswerden. Gruß Rainer
guest...Rainer schrieb: > und frage mich nach > Durchlesen immer noch, warum sich das Gerücht hält Ist kein Gerücht. Der Grund ist der, dass im Halbleitermaterial Elektronen eine höhere Beweglichkeit als Löcher haben. --> Bessere Leitfähigkeit, höhere Frequenzen.
guest...Rainer schrieb: > Wenn man mal von den Beiträgen zu Germaniumtransistoren absieht Bei denen war es wohl umgekehrt, NPN-Germanen kamen später.
Manfred schrieb: > guest...Rainer schrieb: >> Wenn man mal von den Beiträgen zu Germaniumtransistoren absieht > > Bei denen war es wohl umgekehrt, NPN-Germanen kamen später. Das hat fertigungstechnische Gründe.
guest...Rainer schrieb: > Hallo, bin gerade auf den "alten Beitrag" gestossen und frage mich nach Wo isser denn? > ist die Frage sicher berechtigt, warum?! Wahrscheinlich so etwas Simples > wie Potential und ganz sicher keine Materialeinsparung :-) Na da kommen wohl mehrere Sachen zusammen. Es ist heute sicher in den meisten Fällen problemlos möglich einen passenden PNP Transistor für seine Schaltung zu finden aber grundsätzlich hat sich ja an der Physik nichts geändert, als das 'echte' Elektronen bald doppelt so schnell durchs Si wandern wie die Defektelektronen (Löcherwanderung) beim PNP und das resultiert dann u.A. darin das die nötige Chipfläche dem vernehmen nach fast dreimal größer ausfällt. PNPs sind in der Masse billiger.
duckduckgoler schrieb: > nach fast dreimal größer ausfällt. PNPs sind in der Masse billiger. NPN, oups.
Bei P- und N-Mosfets sieht es ähnlich aus. P-Mosfets sind erheblich langsamer, haben höhere Kapazitäten bei gleichem Rds. Man suche sich mal einen modernen N-Optimos raus, und versuche dann, was Äquivalentes als P-Mosfet zu finden, viel Erfolg ;-)
hinz schrieb: >>> Wenn man mal von den Beiträgen zu Germaniumtransistoren absieht >> Bei denen war es wohl umgekehrt, NPN-Germanen kamen später. > Das hat fertigungstechnische Gründe. Nach meinem Verständnis gilt das für beide Bauarten: Auf Germanium lassen sich leichter PNP züchten, auf Silizium eher NPN.
Manfred schrieb: > hinz schrieb: >>>> Wenn man mal von den Beiträgen zu Germaniumtransistoren absieht >>> Bei denen war es wohl umgekehrt, NPN-Germanen kamen später. >> Das hat fertigungstechnische Gründe. > > Nach meinem Verständnis gilt das für beide Bauarten: Auf Germanium > lassen sich leichter PNP züchten, auf Silizium eher NPN. Am Anfang war der Legierungstransistor...
duckduckgoler schrieb: > und das resultiert dann u.A. darin das die nötige Chipfläche dem > vernehmen nach fast dreimal größer ausfällt. Die Situation bei ICs ist aufgrund der Integration etwas anders als die von Einzelbauteilen. Das Substrat eines bipolaren ICs definiert die Vorzugstechnik. Aufgrund der erwähnten Vorteile der Elektronenleitung gegenüber der Löcherleitung ist das NPN. Diese Transistoren passen sich in das Substrat ein. Will man darin den "falschen" PNP-Transistor implementieren, stört diese Orientierung des Substrats auf NPN. Entweder verwendet man laterale PNP Transistoren mit vergleichsweise miesen Eigenschaften, oder man braucht recht viel Platz und spezielle Herstellungstechnik, um den Transistor aus dem verkehrten Substrat quasi auszukoppeln. Es brauchte deshalb einige Zeit, bis man überhaupt in der Lage war, vertikale PNPs zu produzieren. In der Anfangsphase der IC-Technik hat man daher versucht, PNP-Transistoren möglichst komplett zu vermeiden. Der TTL-Technik sieht man das deutlich an.
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...und ohne IC-Technologie. Einfache Schaltungen mit nur einem Transistor! LG Rainer
Hallo, finde es jetzt erstaunlich, dass viele Beiträge sich meisst auf die Technologie zurückziehen. Ich muß keinen Transistor bauen! Aber ich will verstehen, was in einer simplen (Transistorschaltung) passiert! Danke Rainer
Du wolltest wissen, weshalb NPN bevorzugt wird. Diese Frage wurde beantwortet.
@ guest...Rainer (Gast) >Hallo, finde es jetzt erstaunlich, dass viele Beiträge sich meisst auf >die Technologie zurückziehen. Ich muß keinen Transistor bauen! Aber ich >will verstehen, was in einer simplen (Transistorschaltung) passiert! >Danke Rainer Siehe oben, oder Wikipedia ...
guest...Rainer sponn umher: > Man, ich habe doch gesagt,ohne Germanium!!! ...und ohne IC- > Technologie. Einfache Schaltungen mit nur einem Transistor! > LG Rainer Niemand hat Dir ellenlang etwas von Germanium oder ICs erzählt. Sondern es handelte sich um einfache Erwähnungen, eingebettet in die Versuche, Dir die Antworten auf Deine Fragen nahezubringen. Da Du das scheinbar nicht verstehst, empfehle ich Dir, solche Fragen zukünftig in folgender Weise zu ergänzen (Beispiel): "Bitte den Begriff Germanium nicht erwähnen, denn ich möchte ganz allein den Begriff Silizium in der Diskussion sehen." Dann würde es keine Beiträge dieser Art geben, auf die Du völlig unangebracht reagieren könntest. Vielleicht auch gar keine, aber das wäre ja egal - solange nicht Germanium erwähnt würde. Oder? "Na ja...wollte das mal loswerden."
guest...Rainer schrieb: > warum sich das Gerücht hält. Na ja, NPN 2SC4913 hält 2000V aus, PNP 2SB832 nur 900V, bessere (bipolare höherer Spannungsfestigkeit) kenne ich nicht, N-Kanal DMN1019 schaltet schon ab 1.2V satte 4.5A, P-Kanal AO3415A braucht 1.5V und schaltet trotzdem nur 1A (Enhancement-MOSFETs mit niedrigerer garantierter Einschaltspannung kenne ich nicht, obwohl mir früher sogar so aussah als wären niedrige UGS(th) mit P-Kanel verbreiteter). N-Kanal RYC002N05 mit 10mA garantiert bei 0.9V mal aussen vor. Also ist schon ein gewisser Vorteil für NPN und N-Kanal zu sehen, nicht nur über die Transitfrequenz.
wink member schmodsigar schrieb: > Dann würde es keine Beiträge dieser Art geben, auf die Du völlig > unangebracht reagieren könntest. Durch solche Selbstzensur würde er auch nie etwas von der SiGe-Technologie und ihren superben Eigenschaften erfahren. guest...Rainer schrieb: > Aber ich > will verstehen, was in einer simplen (Transistorschaltung) passiert! Aha, richtige Grundlagen also. Bestimmt meinst du mit einer simplen Schaltung eine mit dem Stand von 1961. Damals war der einzige Si-Transistor, den man bei Valvo kaufen konnte, ein pnp-Typ (BCZ10, BCZ11). Die Vermutung liegt nahe, dass das auch ein mit Indiumpillen legierter Chip aus n-Silizium war. Aber Technologiethemen sind ja unerwünscht.
MaWin schrieb: > Also ist schon ein gewisser Vorteil für NPN und N-Kanal > zu sehen, nicht nur über die Transitfrequenz. Ja, das sind aufschlußreiche Extrembeispiele (mit klarem Trend). Wo Si-PNP nötig / unabdingbar ist, wird m. W. halt versucht, die anwendungsspezifischen Eigenschaften weitestmöglich ans Si!-NPN- Pendant anzupassen / anzugleichen. (Dabei werden aktuell wichtige Parameter verbessert.) Dies aber geschieht natürlich auf Kosten der in jener Anwendung gerade nicht ganz so wichtigen Parameter. (Andere P. werden dafür noch schlechter.) Mehr als ein Gerücht ist es also definitiv, vielleicht ist es ja eher als "Legende mit hohem Wahrheitsgehalt" zu betrachten. :) nachtmix schrieb: >> Aber ich will verstehen, was in einer >> simplen (Transistorschaltung) passiert! > > Aha, richtige Grundlagen also. Hmmm... passiert denn das Entscheidende hier nicht genaugenommen schon IM (Si-(!)) BJT? Dagegen kann man sich zu wehren versuchen, wie man will - aber es liegt kaum an der umgebenden Schaltung. Falsche Fragestellung also, in dem Fall. Aber was soll's - so kleinlich sollte man nicht sein.
guest...Rainer schrieb: > Bei heutigen PNP-Transistoren sind doch fast alle Kennwerte > mit NPN-Typen vergleichbar. Das wollen viele Kunden und deshalb wird beim Chipdesign auf ähnliche Kennwerte geachtet, was dann zu Lasten der Chip-Fläche oder anderer Eigenschaften geht. > Habe bei einigen Typen geringere Transitfrequenzen gefunden und manchmal > größere BE oder BC-Kapazitäten Eben, ganz ohne Einbußen bei anderen Parametern lässt sich der Unterschied zwischen Elektronen- und Löcherbeweglichkeit nicht kompensieren.
guest...Rainer schrieb: > Man, ich habe doch gesagt,ohne Germanium!!! Das ist dem Transistor egal. P-dotiertes Material ob nun GE, Si, GaAs hat immer ungünstigere Eigenschaften als n-dotiertes, auch mit integrierter Schaltungtechnechnik hat das primär weniger zu tun. Geh halt mal gedanklich vom BJT kurz weg und betrachte einen FET. Im Prinzip gibts dort eine gleichgeartete durchgängige Verbindung aus p- o. n-dotiertem Material, der FET zeigt ja auch echtes Widerstandverhalten, wie das gesteuert wird ist mal egal. Die Formeln zum Drainstrom lauten alle beginnend ~ I_D = μ_c C_ox ( W / L ) * ( ....) μ_c ist die Beweglichkeit W / L die Geometrie https://de.wikipedia.org/wiki/Beweglichkeit_(Physik)#Beweglichkeit_in_der_Elektrodynamik Zurück zum BJT da ist die Basis ja der kleinste Teil, Emitter u. Kollektor vergleichsweise riesig, das wird sicher Auswirkungen auf die Art der Konstruktion haben, wie auch immer im Details aber eben mit Unterschieden auf beide Typen, spaetestens wenns an die Grenzen der Belastbarkeit geht fällt einer kurz. Im niedrigen und mittleren Leistungsbereich ist eben mehr Luft und es lassen sich annähernd Komplemente herstellen. Mehr muss oder will ich auch garnicht als Hobbielöter wissen ;)
Hallo, danke für die Beiträge! Ich habe mich mit dem "Ge-Verbot" sicherlich nicht ganz verständlich ausgedrückt. Nach den vielen Erklärungen ist es ja jedem nun klar, dass das Problem eben in der Herstellungstechnik liegt. Da muß man halt den passenden Typ für seine Anwendung raussuchen. Wenn also z.B. der NPN-Typ 300MHz Transitfrequenz hat und der PNP-Typ nur 100MHz, dann muß man halt in der Gesamtschaltung von 100MHz ausgehen. Nicht mehr und nicht weniger...Mehr wollte ich auch gar nicht diskutieren. Gruß Rainer
guest...Rainer schrieb: > Nach den vielen > Erklärungen ist es ja jedem nun klar, dass das Problem eben in der > Herstellungstechnik liegt. Hallo Rainer, lese noch einmal genau was z.B. nachtmix und duckduckgoler zur Ladungsträgerbeweglichkeit geschrieben haben. Diese ist Physik und hat nichts mit der Herstellungstechnik zu tun. Man kann die Folgen der unterschiedlichen Beweglichkeit auf einzelne Parameter durch Gegenmaßnahmen teilweise kompensieren - mit (meist negativen) Folgen für andere Parameter. Herstellungstechnikprobleme kommen dagegen z.B. bei komplementären Transistoren auf einem Substrat ins Spiel - gut geht das nur für einen von beiden, aber seit ein paar Jahrzehnten kennt man auch dafür Tricks. Für die Einzeltransistoren der Eingangsfrage spielt das aber keine Rolle. > Da muß man halt den passenden Typ für seine Anwendung raussuchen. Das ist immer eine gute Idee.
guest...Rainer schrieb: > Nach den vielen Erklärungen ist es ja jedem nun klar, dass das Problem > eben in der Herstellungstechnik liegt. Ich hatte die Erklaerungen eher so verstanden, dass es daran liegt, dass Elektronen negativ geladen sind, und somit ein P-dotiertes Substrat nur durch (langsamere) Loecherleitung realisiert werden kann.
Dumdi D. schrieb: > Ich hatte die Erklaerungen eher so verstanden, dass es daran liegt, dass > Elektronen negativ geladen sind, und somit ein P-dotiertes Substrat nur > durch (langsamere) Loecherleitung realisiert werden kann. Das trifft auch zu, genau das ist das grundsätzliche Problem. guest...Rainer schrieb im Beitrag #5409138 > Da muß man halt den passenden Typ für seine > Anwendung raussuchen. Na klar - wie immer. Aber das geht oft nur ausreichend gut, weil in der Fertigung mit o.g. Tricks gearbeitet wird. (Und so manche davon entstammen - mit Verlaub - auch Problemlösungen bei der PNP/NPN IC-Herstellung.)
nachtmix schrieb: > Aha, richtige Grundlagen also. Bestimmt meinst du mit einer simplen > Schaltung eine mit dem Stand von 1961. > Damals war der einzige Si-Transistor, den man bei Valvo kaufen konnte, > ein pnp-Typ (BCZ10, BCZ11). Ja und nein, kommt zeitlich fast hin, aber ich habe seinerzeit quasi in einer Nachtschicht auf dem Küchentisch einen 3-stufigen Kopfhörerverstärker gebaut. Natürlich eisenlos...die Bakelit-Kopfhörer vom Vadder hatten, glaube ich 2Kohm, und die Transistoren waren sowas wie OCxx, halt die schwarz angemalten Zäpfchen. Sperrholzbrettchen mit aufgeschraubten Lötösen, Spannungsversorgung Märklintrafo mit Germanium-Gleichrichter und am Morgen habe ich mit glücklich-dummseeligem Gesichtsausdruck das weiße Album von den Beatles rauf und runter gehört. Die Familie hat respektvoll an der Anrichte gefrühstückt :-) Danke, Rainer
Angehängte Dateien:
-
cmos-inv.png
14 KB
nachtmix schrieb: > Ist kein Gerücht. > Der Grund ist der, dass im Halbleitermaterial Elektronen eine höhere > Beweglichkeit als Löcher haben. --> Bessere Leitfähigkeit, höhere > Frequenzen. Richtig. Zur Veranschaulichung habe ich mal das Halbleiter-Layout eines CMOS-Inverters angehängt. Sind zwar P- und N-Kanal Transistoren, aber das Phänomen ist das gleiche. Links ist der Eingang dargestellt (blaue Verbindung links). Von da aus geht das Eingangssignal auf die rote Lage nach oben und unten. Die rote Lage (Polysilizium) bildet das Gate der Transistoren. Da, wo die Gate-Lage den rot-grau karierten Bereich überlappt bildet sich der Kanal des P-Kanal-Transistors. Links und rechts daneben bilden sich die Drain-/Source-Anschlüsse. Da, wo die Gate-Lage den grünen Bereich kreuzt, bildet sich der N-Kanal-Transistor. Ziel ist es, dass die beiden Transistoren mehr oder weniger die selben Schalteigenschaften haben. Es ist deutlich zu sehen, dass die Weite des P-Kanals deutlich größer ist als die des N-Kanals. Die Länge ist bei beiden gleich. Für alle, die mit den Begriffen Weite und Länge nichts anfangen können: http://www.electronics-tutorial.net/wp-content/uploads/2015/12/mosfet-NMOS.png Da sieht man einen N-Kanal-Transistor. Die Weite des Transistors ist mit W gekennzeichnet. Die Länge mit L. Die "Leitfähigkeit" eines Transistors ist proportional zum Verhältnis W/L des Transistors, vereinfacht gesagt.
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