NPNトランジスタとPNPトランジスタの違い：構造・電流の向き・回路記号・使い方を比較
NPNトランジスタは、n型のエミッタとコレクタでp型のベースを挟んだもの、PNPトランジスタはその逆で、p型のエミッタとコレクタでn型のベースを挟んだものです。NPNでは電子が、PNPでは正孔が主に電流を運び、電圧と電流の向きがすべて逆になります。シリコンでは電子の移動度が正孔より大きいので、同じ寸法ならNPNの方が速く、電流増幅率も高くしやすいため、よく使われます。
| 項目 | NPN | PNP |
|---|---|---|
| 半導体の並び(エミッタ・ベース・コレクタ) | n型・p型・n型 | p型・n型・p型 |
| 主に電流を運ぶキャリア | 電子(エミッタからベースへ注入される) | 正孔(エミッタからベースへ注入される) |
| 能動領域のバイアス | ベース・エミッタ間は順バイアス(ベースをエミッタより約0.6〜0.7 V高くする)、ベース・コレクタ間は逆バイアス | ベース・エミッタ間は順バイアス(ベースをエミッタより約0.6〜0.7 V低くする)、ベース・コレクタ間は逆バイアス |
| 端子の電圧の関係(能動領域) | VC > VB > VE | VE > VB > VC |
| 電流の向き | ベースとコレクタから流れ込み、エミッタから流れ出す | エミッタから流れ込み、ベースとコレクタから流れ出す |
| 回路記号の矢印 | エミッタから外向き | エミッタへ内向き |
| スイッチとしての使い方 | 負荷とGNDの間に置くローサイドスイッチ。ベースに電流を流し込むとオン | 電源と負荷の間に置くハイサイドスイッチ。ベースから電流を引き出すとオン |
| 性能(同じ寸法のとき) | 電子の移動度が大きいので、速く、電流増幅率を大きくしやすい | 正孔の移動度が小さいので、NPNより遅く、電流増幅率も小さめになりやすい |
| 主な使い方 | 増幅回路、ローサイドスイッチ、オープンコレクタ出力、ECLなどの高速回路 | ハイサイドスイッチ、NPNと組み合わせたプッシュプル出力段、電源側から電流を送り出す電流源 |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。