第一个双极结型晶体管是1947年在贝尔实验室发明的。“双极性”缩写为双极，因此称为双极结型晶体管。BJT是一个三端设备，具有集电极（C），基极（B）和发射极（E）。识别晶体管的端子需要特定BJT部件的引脚图，它将在数据表中提供。BJT- NPN和PNP晶体管有两种。在本教程中，我们将讨论NPN晶体管。让我们考虑上图所示的NPN晶体管的两个示例BC547A和PN2222A。
根据制造工艺，引脚配置将发生变化，详细信息将在相应的数据手册中提供。随着晶体管的额定功率增加，需要将必要的散热器连接到晶体管的主体。无偏置晶体管或未在端子上施加电势的晶体管类似于两个二极管背对背连接，如下图所示。
二极管D1具有基于二极管D2的正向导通的逆导通特性。当电流流过二极管D2时，二极管D1会感应到该电流，并且如果在集电极端子上施加了较高的电势，则将允许比例电流从集电极端子到发射极端子反向流动。比例常数为增益（β）。
NPN晶体管的工作：
如上所述，晶体管是电流控制装置，其具有两个耗尽层，所述两个耗尽层具有扩散所述耗尽层所需的特定势垒势。对于锗晶体管，硅晶体管的势垒电势在25°C下为0.7V，在25°C下为0.3V。由于硅是仅次于氧气的地球上最丰富的元素，因此通常使用的普通晶体管类型是硅。
内部运作：
npn晶体管的结构是，集电极和发射极区掺杂有n型材料，而基极区则掺杂有小层p型材料。与集电极区相比，发射极区被重掺杂。这三个区域形成两个结。它们是集电极-基极结（CB）和基极-发射极结。
当从0V开始在基极-发射极结上施加电位VBE时，电子和空穴开始在耗尽区积聚。当电势增加到0.7V以上时，达到势垒电压并发生扩散。因此，电子流向正极，而基极电流（IB）与电子流相反。此外，只要在集电极端子上施加电压VCE，集电极到发射极的电流就会开始流动。晶体管可以充当开关和放大器。
操作区域与操作模式：
1.有源区域，IC =β×IB –放大器工作
2.饱和区域，IC =饱和电流–开关操作（完全接通）
3.截止区域，IC = 0 –开关操作（完全关闭）
晶体管作为开关：
为了与PSPICE模型进行说明，已选择BC547A。首先要牢记的是在基极使用限流电阻。较高的基极电流会损坏BJT。从数据表可知，最大集电极电流为100mA，并给出了相应的增益（hFE或β）。
选择组件的步骤，
1.找到集电极电流，即负载消耗的电流。在这种情况下，它将是60mA（继电器线圈或并行LED），电阻= 200欧姆。
2.为了将晶体管驱动到饱和状态，必须提供足够的基极电流，以使晶体管完全导通。计算基极电流和要使用的相应电阻。
为了完全饱和，基本电流约为0.6mA（不要太高或太低）。因此，下面是在开关处于OFF状态时，基极电压为0V的电路。
a）BJT作为开关的PSPICE仿真，以及b）等效开关条件
理论上，开关是完全断开的，但实际上可以观察到泄漏电流。该电流为pA或nA，因此可以忽略不计。为了更好地了解电流控制，可以将晶体管视为跨集电极（C）和发射极（E）的可变电阻器，其电阻会根据通过基极（B）的电流而变化。
最初，当没有电流流过基极时，CE两端的电阻非常高，因此没有电流流过基极。当在基极端子上施加0.7V或更高的电势时，BE结会扩散并导致CB结扩散。现在，电流基于增益从集电极流向发射极。
a）BJT作为开关的PSPICE仿真，以及b）等效开关条件
现在让我们看看如何通过控制基本电流来控制输出电流。考虑IC = 42mA并遵循上面的相同公式，得出IB = 0.35mA; RB = 14.28kOhms≈15kOhms。
a）BJT作为开关的PSPICE仿真，以及b）等效开关条件
实际值与计算值的差异是由于晶体管两端的电压降和所使用的电阻负载引起的。
晶体管作为放大器：
放大是将微弱的信号转换为可用形式。在许多应用中，例如无线传输信号，无线接收信号，Mp3播放器，移动电话等，放大过程一直是重要的一步。晶体管可以放大不同配置的功率，电压和电流。
放大器电路中使用的一些配置是
- 共射极放大器
- 共集电极放大器
- 共基放大器
在以上类型中，常见的发射器类型是流行且最常用的配置。该操作发生在有源区域，单级共发射极放大器电路就是一个例子。在设计放大器时，稳定的直流偏置点和稳定的交流增益很重要。仅使用一个晶体管时的名称单级放大器。
上面是单级放大器电路，其中施加在基端的弱信号被转换为集电极端实际信号的β倍。
部分目的：
CIN是将输入信号耦合到晶体管基极的耦合电容器。因此，该电容器将源与晶体管隔离，仅允许交流信号通过。CE是旁路电容器，充当放大信号的低电阻路径。COUT是耦合电容，用于耦合来自晶体管集电极的输出信号。因此，该电容器将输出与晶体管隔离，仅允许交流信号通过。R2和RE为放大器提供了稳定性，而R1和R2通过充当分压器，共同确保了DC偏置点的稳定性。
操作方式：
该电路在每个时间间隔均瞬时工作。简单理解，当基极端子上的交流电压增加时，相应的电流增加就会流过发射极电阻器。因此，发射极电流的这种增加增加了较高的集电极电流流过晶体管，从而降低了VCE集电极发射极的压降。类似地，当输入交流电压呈指数下降时，由于发射极电流的减小，VCE电压开始增加。所有这些电压变化立即在输出端反射，这将是输入的反相波形，但会被放大。
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特点 |
共同基础 |
普通发射极 |
普通收藏家 |
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电压增益 |
高 |
中 |
低 |
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电流增益 |
低 |
中 |
高 |
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功率增益 |
低 |
很高 |
中 |
表：增益比较表
根据上表，可以利用相应的配置。