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.
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.
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.
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
@ 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
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.
