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¿Cuál es la principal diferencia entre los transistores NPN y PNP?
Los transistores son los componentes más utilizados en los dispositivos electrónicos. Los transistores se dividen principalmente en dos subtipos: transistores de unión bipolar (BJT) y transistores de efecto de campo (FET). Los BJT se pueden dividir en dos tipos según su estructura conocida como transistores NPN y PNP.
Antes de entrar en la diferencia entre NPN y PNP, analicemos los conceptos básicos de los transistores.
Los transistores BJT se forman combinando capas alternas de materiales semiconductores tipo P y tipo N. Hay dos combinaciones posibles. O un material de tipo N se intercala entre dos materiales de tipo P para formar un transistor PNP, o un material de tipo P se intercala entre dos materiales de tipo N para formar un transistor NPN.
Los pinouts para los transistores BC-547 NPN y BC-557 PNP son los siguientes:
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Transistor NPN
Ana Transistor NPN está formado por la combinación de dos materiales tipo N y un material tipo P. Aquí, el material tipo P se intercala entre estos dos tipos N. La región P central es la capa más delgada entre todas las capas, también conocida como la base. Una de las capas más gruesas de todas, la región N, se llama colector, y la otra región N, que es relativamente delgada pero altamente dopada en comparación con el colector, se llama emisor.
Los tres terminales del colector, la base y el emisor se elevan a partir de materiales de tipo N, P y N, respectivamente. El colector y el emisor tienen electrones como portadores de carga mayoritarios y la base tiene huecos con portadores de carga mayoritarios. Por el contrario, el colector y el emisor tienen huecos como portadores de carga minoritarios y la base tiene electrones como portadores de carga minoritarios.
La base es una capa delgada tipo P con la mayoría de los agujeros. La aplicación de un voltaje positivo al emisor empuja los electrones hacia la base (región p). Al ser delgados y ligeramente dopados, los electrones se combinan con los huecos y penetran en la región de empobrecimiento, lo que permite que los electrones fluyan desde el terminal del colector al terminal del emisor.
Por lo tanto, en un transistor NPN, la aplicación de un pulso positivo a la base produce una corriente en la dirección del colector al emisor. Aunque la corriente es directamente proporcional a la corriente base.
El símbolo del transistor NPN también se usa para identificar la dirección del flujo de corriente. Una pequeña flecha que apunta hacia afuera del emisor indica la dirección del flujo de corriente hacia el exterior del emisor.
La mayoría de los portadores de carga en el colector y el emisor son electrones y son responsables del flujo de corriente. Por lo tanto, los portadores de carga mayoritarios en los transistores NPN son electrones y los portadores minoritarios son huecos.
Un transistor NPN se enciende aplicando un voltaje positivo a su terminal base y se apaga aplicando un voltaje bajo de 0v a su terminal base.
La mayoría de los portadores de carga son electrones y rápidos, por lo que el tiempo de recuperación de los transistores NPN es rápido. Esto da como resultado tiempos de encendido y apagado NPN muy cortos y velocidades de conmutación muy rápidas.
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Transistor PNP
de Transistor PNP está formado por la combinación de dos capas tipo P y una capa tipo N. Una capa delgada de N se intercala entre dos capas gruesas de P. La capa intermedia N se llama base y las otras dos capas se llaman colector y emisor.
El colector y el emisor tienen agujeros como portadores de carga mayoritarios y la base tiene electrones como portadores de carga mayoritarios. Los portadores de carga minoritarios en el colector y el emisor son los electrones y la base son los huecos.
Aplicar un voltaje negativo a la base con respecto al emisor empujará agujeros en la región de la base. Dado que la base tiene electrones como portadores mayoritarios, los huecos se combinan con los electrones y entran en la región de agotamiento. Como resultado, la corriente del emisor comienza a fluir hacia el colector. Esta corriente se debe a la presencia de orificios portadores de carga mayoritaria.
Un transistor PNP se enciende cuando se aplica un voltaje negativo a su región base y se apaga cuando se aplica un voltaje positivo. Dado que la mayoría de los portadores de carga son agujeros, el tiempo de recuperación de los transistores PNP es relativamente largo. Por lo tanto, los transistores PNP tienen velocidades de conmutación lentas.
El símbolo de los transistores PNP es diferente de NPN. Se muestra una flecha que apunta hacia adentro para indicar la dirección del flujo de corriente en el emisor hacia la terminal del colector.
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Diferencias clave entre los transistores NPN y PNP
La siguiente tabla de comparación muestra algunas de las principales diferencias entre los transistores PNP y NPN.
Transistor NPN | Transistor PNP |
Consiste en una combinación de dos capas N y una capa P. | Consta de dos capas P y una capa N. |
Se forma intercalando una capa P con una capa N. | Se forma intercalando una capa N con una capa P. |
El emisor y el colector están conectados por una región N. | El emisor y el colector están conectados por una región P. |
El terminal base está conectado a la región P. | El terminal base está conectado a la región N. |
Los portadores de carga mayoritarios son los electrones. | La mayoría de los portadores de carga son agujeros. |
Los portadores de carga minoritarios son agujeros. | Los portadores de carga minoritarios son los electrones. |
La conducción comienza cuando un electrón entra en la región de la base. | La conducción comienza cuando un agujero entra en la región base. |
Se enciende aplicando un voltaje de base positivo. | Se enciende aplicando un bajo voltaje de base. |
La aplicación de un voltaje base bajo lo apaga. | La aplicación de un voltaje de base positivo lo apaga |
La corriente fluye del colector al emisor. | La corriente fluye del emisor al colector. |
La corriente base ingresa a la base a través del emisor. | La corriente de base fluye del emisor a la base. |
Los símbolos NPN tienen flechas emisoras que apuntan hacia afuera. | El símbolo PNP tiene la flecha del emisor apuntando hacia adentro. |
Velocidad de conmutación rápida debido al tiempo de conmutación corto. | La velocidad de conmutación es lenta debido al largo tiempo de conmutación. |
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Propiedades y características de PNP y NPN transistor
Las siguientes características diferentes distinguen a los transistores PNP y NPN con diferentes características y aplicaciones.
construcción
Un transistor NPN se fabrica intercalando una capa P entre dos capas N.
Un transistor PNP se fabrica intercalando una capa N entre dos capas P.
símbolo
El símbolo NPN está indicado por un emisor con una flecha hacia afuera. En los transistores PNP, la flecha apunta hacia adentro.
Flujo de corriente
En los transistores NPN, la dirección del flujo de corriente es del colector al emisor. En los transistores PNP, la corriente fluye del emisor al colector. La dirección de la corriente también se indica mediante el símbolo.
traspuesta
Un voltaje positivo de alto voltaje aplicado a la terminal base enciende el transistor NPN, y un voltaje 0v negativo o bajo aplicado a la terminal base enciende el transistor PNP.
velocidad de conmutación
El transistor NPN se enciende y apaga instantáneamente. Por lo tanto, los transistores NPN tienen velocidades de conmutación más rápidas que los transistores PNP.
portador de carga mayoritaria
La corriente a través del transistor depende de la mayoría de los portadores de carga. Entonces, la mayoría de los portadores de carga en NPN son electrones, mientras que en los transistores PNP son agujeros.
corriente base
La corriente base de un transistor NPN fluye hacia la región base, mientras que en un transistor PNP la corriente base fluye fuera de la región base.
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