¿Por qué cuesta más producir transistores de silicio PNP? NPN es más barato?

Depende de cuál sea más fácil de producir, utilizando los materiales que se tengan a mano. Dado que la mayoría de los circuitos se pueden reconfigurar para aceptar cualquier tipo, excepto el tótem complementario obvio que necesita ambos, la producción tiende a concentrarse en la forma mejor y más barata.

En los viejos tiempos del germanio, el PNP era el transistor más fácil de fabricar con las formas dopadas disponibles.

Con silicio, NPN es más fácil.

¿Por qué uno u otro es más fácil? Tiene que ver con las movilidades y conductividades relativas de los portadores del semiconductor dopado. Un tipo resultará tener elementos parásitos más pequeños que el otro. Para el mismo tamaño de troquel, el mejor llevará más corriente. Para las mismas propiedades, el mejor es más pequeño y más barato.

En un mundo ideal, nos gustaría tener átomos dopantes con propiedades que nos dieran excelentes semiconductores. En el mundo real, estamos atascados con las propiedades que tienen el boro, el nitrógeno y los otros elementos del grupo 3 y del grupo 5, que simplemente nos dan buenas. Cuando vamos más allá del germanio y el silicio y creamos otros sustratos, las llamadas aleaciones 3-5, obtenemos semiconductores "mejores", que no necesariamente tienen las mismas pautas que para el silicio y el germanio.

La movilidad de los electrones es aproximadamente 2-3 veces la movilidad de los huecos. En los BJT PNP, los orificios son el portador mayoritario.

La movilidad se relaciona con un tipo de "masa inercial efectiva" de una carga y, por lo tanto, la movilidad también se relaciona directamente con la velocidad media bajo la misma fuerza de campo eléctrico acelerante. (Análogo a la idea de que un rociador de manguera de jardín empujará la grava pequeña más rápido que la grava más grande). De hecho, las unidades de movilidad son exactamente lo que se necesita, de modo que todo lo que tiene que hacer es multiplicar por la intensidad del campo eléctrico para obtener Obtenga la velocidad media de las cargas:$\overline{v}=\mu\cdot \mathscr{E}$.

La magnitud de una corriente (en amperios) es el número de cargas (en culombios) que pasan a través de un área transversal por segundo. Las cargas de la misma polaridad tienden a distribuirse uniformemente en todo el volumen (por razones obvias) y, por lo tanto, en una sección transversal de ese volumen. Si su velocidad promedio es más baja, y si la densidad de carga en el material es similar, simplemente necesita más área de sección transversal para lograr la misma corriente.

Es una idea bastante simple. (Bueno, está diseñado según el modelo simplificador de "nube de carga" y la idea de que las cargas aceleradas se detienen abruptamente al impactar "algo" [¿átomo?] antes de comenzar de nuevo. Lo cual, por supuesto, no está bien en el nivel cuántico, pero surge como un modelo bastante bueno cuando se toma en el nivel estadístico a gran escala que normalmente encontramos en los circuitos).

Entonces, la página que mencionó en un comentario es bastante buena para leer para obtener la parte de la vista que el autor está discutiendo. me gusta esa pagina

También he estado involucrado, periféricamente para ser honesto, con algunos de los gases usados ​​en los FAB. Los que más recuerdo son para vapor, epitaxia y dopaje: arsina (TLV de 50 ppb, altamente tóxico, inflamable), fosfano (pirofórico, tóxico) y silano (explosivo, corrosivo y tóxico). Todos "muy malos". " cosa.

Sin embargo, sobre el comentario de "pureza" que citó, debo decir que este problema se ha resuelto en gran medida. El silicio está disponible fácilmente con purezas notables para el procesamiento de circuitos integrados y no creo que esa parte sea un problema últimamente.

No sé mucho sobre el fin del negocio. Para mis puntos de vista limitados, parecería razonable sugerir que los BJT NPN son más baratos también porque hay más experiencia en producción y tiempos y conocimientos de aumento de producción más largos, así como mayores volúmenes de demanda.

Pero creo que la movilidad es, en el mejor de los casos, solo uno de los muchos factores que contribuyen.

Para piezas discretas, sinceramente, no sé si el área aumentada necesaria debido a la menor movilidad significa que los troqueles que cortan de una oblea son más pequeños para NPN que para PNP. Si es posible y razonable para los objetivos generales, entonces estoy seguro de que lo están haciendo para obtener un mayor rendimiento de una oblea. Pero hay otras consideraciones que me vendrían a la mente, de todos modos. Parte de eso es lo difícil que podría ser aprovechar un troquel supuestamente más pequeño al cortarlos, y cómo el tamaño del troquel que cortan podría relacionarse con su capacidad para disipar energía en el paquete resultante, y cómo un troquel más pequeño podría complicar unión de cables a los conductores, y así sucesivamente. Hay muchas más consideraciones además de la movilidad por las que los fabricantes deben preocuparse. entonces yo no Realmente no sé si obtienen una mayor cantidad de troqueles de una oblea para BJT discretos. Si no, entonces esto no afecta el "costo" tanto como podríamos imaginar solo por la cuestión de la movilidad.