Was ist ein NPN-Transistor?
Ein NPN-Transistor ist der gebräuchlichste Typ eines Bipolar-Junction-Transistors, kurz BJT. BJTs werden oft einfach als Transistoren bezeichnet und sind in zwei Haupttypen unterteilt: NPN und PNP. Das "N" repräsentiert eine negativ geladene Materialschicht und das "P" repräsentiert eine positiv geladene Schicht. NPN-Transistoren haben eine positive Schicht zwischen zwei negativen Schichten. Transistoren werden typischerweise in Schaltungen zum Verstärken oder Schalten von elektrischen Signalen verwendet, die sie durchlaufen.
Sowohl NPN- als auch PNP-Transistoren enthalten drei Leitungen, bei denen es sich um kleine Metallteile handelt, die den Transistor mit der Leiterplatte verbinden. Diese drei Leitungen werden als Basis, Kollektor und Emitter bezeichnet. Die Basis empfängt das elektrische Signal, der Kollektor erzeugt einen stärkeren elektrischen Strom als der, der durch die Basis fließt, und der Emitter leitet diesen stärkeren Strom an den Rest der Schaltung weiter. In einem NPN-Transistor fließt der Strom durch den Kollektor zum Emitter, während in einem PNP-Transistor der Strom vom Emitter zum Kollektor fließt.
Was einen Bipolartransistor wie den NPN-Transistor von anderen möglichen Methoden zur Übertragung von elektrischem Strom abhebt, ist das Design. Der NPN-Transistor hat eine gemeinsame Basis, die sowohl von der Kollektor- als auch von der Emitterschicht verwendet wird. Die Kollektor- und Emitterschicht sind ebenfalls asymmetrisch, was bedeutet, dass die Menge an Verunreinigungen in einer Schicht nicht mit der Menge in der anderen übereinstimmt. Beim Bilden des Materials für die Schichten entstehen Verunreinigungen, da diese Verunreinigungen die erforderliche positive oder negative Ladung erzeugen. Dieser Vorgang des Erzeugens einer bestimmten Ladung durch Erzeugen von Verunreinigungen in dem Material ist als Dotieren bekannt.
Der NPN-Transistor wird üblicherweise verwendet, weil er so einfach herzustellen ist. Damit ein Transistor ordnungsgemäß funktioniert, muss er aus einem Halbleitermaterial bestehen. Halbleiter umfassen Materialien, die auf einer Skala, die gut und schlecht leitende Materialien misst, in der Nähe der Mitte liegen. Halbleiter können etwas elektrischen Strom führen, aber nicht so viel wie extrem leitfähige Materialien wie Metall. Silizium ist einer der am häufigsten verwendeten Halbleiter, und NPN-Transistoren lassen sich am einfachsten aus Silizium herstellen.
Eine Anwendung für einen NPN-Transistor befindet sich auf der Leiterplatte eines Computers. Computer müssen alle ihre Informationen in Binärcode umwandeln, und dieser Vorgang wird durch eine Vielzahl winziger Schalter erreicht, die auf den Leiterplatten des Computers ein- und ausgeschaltet werden. Für diese Schalter können NPN-Transistoren verwendet werden. Ein starkes elektrisches Signal schaltet den Schalter ein, während ein fehlendes Signal den Schalter ausschaltet.