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您可能很清楚，现代电气工程，实际上是整个现代世界，与称为晶体管的设备密不可分。这些组件既可作为开/关开关，也可作为放大器。虽然场效应晶体管目前在电子领域占主导地位，但原始晶体管是双极晶体管，很快就会有第一个双极结型晶体管或BJT。

BJT有两种基本形式：NPN和PNP。这些字母指的是正掺杂半导体层和负掺杂半导体层的排列，如下图所示：

NPN与PNP：为什么PNP晶体管很重要

根据我的经验，NPN晶体管比PNP花费更多时间。想到这一点的几个原因：

• NPN晶体管的电压和电流特性（至少在我看来）更加直观。

• 当需要开关或驱动电路时，NPN为数字输出信号（例如微控制器产生的控制信号）提供了更直接的接口。

• NPN实际上在重要方面优于PNP。这导致了NPN的一个特别主导的地位，因为BJT必须与MOSFET竞争，并且BJT团队在向比赛发送NPN时更容易获胜。笔者这个2009年加州大学伯克利分校的文件，胡正明，走得更远，他说的，因为这种情况，即较高的NPN性能和MOSFET的-BJT的普遍倾向于认为是“几乎完全是NPN型的。”

因此，我们不能否认PNP不太常见，并且通常不太理想 - 但这并不意味着我们应该忽略它们。本文的其余部分将讨论PNP特性和应用程序。

电荷载体：电子与空穴

如上所示，PNP晶体管的发射极和集电极通过p型掺杂形成。这意味着PNP中的大多数电荷载流子都是空穴。

这个事实似乎与实际工程无关，因为只要电路工作，我们真的不关心使用什么类型的电荷载体。但事实证明，我们不能简单地忽略空洞与电子问题，因为空洞比电子“慢”。更具体地，它们具有较低的移动性。

如下图所示，电子迁移率总是高于空穴迁移率，尽管掺杂浓度确实会影响两者之间的差异。（请注意，此图专门针对芯片。）

正如您可能已经猜到的那样，更高的电子迁移率使NPN晶体管具有优于PNP的速度优势。上面引用的加州大学伯克利分校的文件表明，较高的迁移率也会导致较高的跨导，较高的跨导意味着较高的小信号增益。不过，我对此并不确定。据我所知，移动性仅对MOSFET跨导有显着影响，而非BJT跨导。如果我错了，请随时在评论部分告诉我。

NPN与PNP IC制造

PNP不如NPN受欢迎的另一个原因是，它与许多电气工程师永远不必担心的事情有关：制造集成电路的实际过程。我已经看到各种迹象表明NPN比PNP更容易和/或更便宜，但很难找到关于这个主题的详细（和权威）信息。

我确实找到了一个可靠的解释，它与BiCMOS技术有关。我的旧Sedra和Smith教科书（Microelectronic Circuits）表示，“大多数BiCMOS工艺”无法生产优化的PNP晶体管。与BiCMOS合作的IC设计人员显然不得不接受非优化设备 - 或者“彻头彻尾的平庸”将是描述它们的更好方式。该书表明，β大约为10，高频性能低于令人印象深刻; 相比之下，BiCMOS NPN器件的β为50到100，可用于频率高达千兆赫兹的范围。

PNP晶体管的实现

PNP的基本操作与NPN的基本操作相同，但极性反转的方式有时会导致电路配置笨拙。

• 电流从发射极流向基极; 发射极必须在基极上方约0.6V，以便正向偏置基极 - 发射极结。

• 电流流出集电极，集电极电压低于发射极电压。

• 使用NPN直观且简单的共发射极配置对PNP来说有点奇怪，因为“公共”发射器不是连接到地而是连接到正电源轨。

PNP晶体管电路的应用

我的目标不是列出所有可以使用PNP晶体管的电路。实际上，这是不可能的，因为PNP可以以无数种方式使用，尽管在许多情况下NPN可能更可取。相反，我将重点介绍一些我已经注意到的常见位置的电路或应用，以寻找PNP晶体管。

• 高端电流镜或有源负载（例如我在文章中使用的  增益裕度和相位裕度）。

• 互补驱动器/放大器配置，例如B类和AB类输出级。

• 低压差稳压器。使用PNP代替NPN作为传输元件可为稳压器提供明显更低的压差，但它也会增加静态电流。

• 驱动器应用，其中负载的一侧接地。PNP的发射极连接到驱动电压，负载的另一侧连接到集电极。这种配置称为高侧开关; 这个AAC论坛帖子给你一个例子，可能包括一些有用的讨论。

结论

我们已经探索了PNP晶体管的定义特性，我们也看到了为什么NPN通常是首选的。如果您有另一个通常使用PNP而不是NPN的电路或应用程序示例，请随意发表评论。