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晶体管是一种半导体器件，其功能相当于数字开关。半导体材料的导电特性介于良好的导体（例如铜线）和良好的绝缘体（例如玻璃或塑料）之间。在适当的电路配置中，半导体器件的导电性可以通过输入进行控制，这种情况下的晶体管就成为数字开关元件。
晶体管的开关动作在电学上相当于电阻阻值根据输入信号的状态在很大的数值和很小的数值之间进行切换。开关晶体管的一个重要特征是开关输入不需要特别强，这意味着在开关输入端，非常小的电流可以对流经晶体管的大得多的电流进行开启和关闭。单个晶体管的输出电流可以驱动许多其他晶体管的输入，该特点对复杂数字电路的发展至关重要。
图2.2显示了NPN晶体管的原理图。NPN是指构成晶体管的硅互连区的结构。硅的N区（使用一种称为掺杂的方法）添加了额外的材料，从而增加了电子数量，使其带有一定量的负电荷。P区的掺杂减少电子的数量，使其带有一定量的正电荷。NPN晶体管包含两个N区域，P区域夹在它们之间。器件的三个端子分别连接到这些区域。
图2.2 NPN晶体管原理图符号
集电极（在图2.2中标记为C）连接到一个N区域，发射极E连接到另一个N区域。基极B连接到两个N区域之间的P区域。如箭头所示，集电极“收集”电流，发射极“发射”电流。基极端是控制输入端，通过改变施加到基极的电压可改变流入基极的电流量，从而可以控制电流是否流入集电极或流出发射极。