PNP-Transistor
Ein PNP-Transistor ist ein bipolarer Transistor, der als Stromverstärker oder elektronischer Schalter eingesetzt wird. Seine Schaltfunktion beruht darauf, dass ein kleiner Strom am Basisanschluss (B) einen deutlich größeren Strom am Kollektoranschluss (C) steuert. Dabei besitzt der PNP-Transistor einen Steuerstromkreis an der Basis und einen Laststromkreis am Kollektor, die über den Emitteranschluss (E) einen gemeinsamen Bezugspunkt zu +VCC haben.
Unterschiede NPN-Transistor und PNP-Transistor
Im Unterschied zum NPN-Transistor benötigt der PNP-Transistor eine positive Spannung am Emitter, eine negativere Spannung an der Basis und eine noch negativere Spannung am Kollektor, wobei alle Spannungen gegenüber dem NPN-Typ invertiert sind.
Warum PNP-Transistor?
Warum müssen wir uns eigentlich mit der Funktionsweise eines PNP-Transistors beschäftigen, wenn wir alles mit einem NPN-Transistor „gelernt“ haben und alles damit machen können?
Ganz ehrlich? Am Anfang denkt man, der NPN-Transistor reicht doch völlig aus. Aber in der Praxis ist der PNP-Transistor wie das fehlende Puzzleteil, um Schaltungen einfacher oder überhaupt erst möglich zu machen.
Hier sind die drei wichtigsten Gründe, warum wir den PNP-Transistor brauchen:
- Umgekehrtes Schaltprinzip
- Wechselnde Signale mit unterschiedlichen Stromrichtungen
- Schalten von Plus (+VCC)
1. Umgekehrtes Schaltprinzip
Aufgrund unterschiedlicher Polaritäten an den Anschlüssen Kollektor, Emitter und Basis weisen NPN- und PNP-Transistoren unterschiedliche Schaltprinzipien auf.
- Ein NPN-Transistor (oder N-Kanal-FET) wird bei einer Verbindung nach VCC leitend bzw. schaltet durch.
- Ein PNP-Transistor (oder P-Kanal-FET) wird bei einer Verbindung nach GND leitend bzw. schaltet durch.
2. Wechselnde Signale mit unterschiedlichen Stromrichtungen
Es gibt Anwendungen, in denen wir nicht nur positive oder nur negative Signale haben, sondern wechselnde Signale (Audiotechnik) oder unterschiedliche Stromrichtungen (Motorsteuerung). Dann braucht man ein Team aus zwei Transistoren, die zusammen beide Stromrichtungen verarbeiten können:
- Der NPN-Transistor (oder N-Kanal-FET) kümmert sich um die positive Halbwelle eines Signals.
- Der PNP-Transistor (oder P-Kanal-FET) kümmert sich um die negative Halbwelle eines Signals.
3. Schalten von Plus (+VCC)
Ein NPN-Transistor (oder N-Kanal-FET) schaltet in der Regel die Masse (GND, Ground, 0 Volt). Das heißt, ein Gerät hängt dauerhaft am Pluspol und wird durch Schalten von Masse eingeschaltet. Das Gerät schaltet sich aber auch dann ein, wenn auch versehentlich eine Verbindung zur Masse entsteht. Beispielsweise bei einem mechanischen Defekt, einem aufgescheuerten Kabel, fehlerhafte Beschaltung oder Datenleitungen, die 0 Volt führen.
Bei einem guten Schaltungsdesign sollten alle Bauteile fest mit Masse verbunden und die Stromzufuhr (+VCC, Plus) gesteuert werden. Das geht mit einem NPN-Transistor nicht so einfach. Deshalb wird ein PNP-Transistor (oder P-Kanal-FET) verwendet, um Plus bzw. +VCC zu schalten.
Zusammenfassung
Die Frage ist, kann man einen PNP-Transistor sinnvoll nutzen?
Grundsätzlich gilt, dass alle Transistor-Schaltungen mit einem NPN-Transistor auch mit einem PNP-Transistor funktionieren, wenn man die Schaltung einfach spiegelverkehrt aufbaut.
- Der NPN-Transistor ist der Spezialist für den Minus-Pol oder Masse bzw. Ground (GND).
- Der PNP-Transistor ist der Spezialist für den Plus-Pol oder +VCC bzw. +VDD.
Anwendungen
- High-Side-Schaltern
- Stromquellen
- Differenzverstärkern
- Push-Pull-Stufen
- Analogtechnik
Weitere verwandte Themen:
- Bipolarer Transistor (NPN und PNP)
- NPN-Transistor
- Was ist der Unterschied zwischen NPN- und PNP-Transistoren?
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