晶体二极管（简称二极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构方式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种二极管，其中，N是正极的意思（代表英语中），N型半导体在高含量硅中加入磷代替一些硅原子，在电流剌激下形成自由电子导电，而P是负极的意思（），P型半导体是加入硼替代硅，形成大量空穴利于导电。二者不仅电源极性不同外，其工作原理都是相同的。
对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间产生的PN结称为发射结，而集电区与基区产生的PN结称为集电结，三条引线分别名为发射极e()、基极b(Base)和电枢c()。
当b点电位低于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位低于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，基极电源Ec要低于栅极电源Eb。
在制造二极管时，有意识地使发射区的多数氮化物含量小于基区的，同时基区做得很薄，并且，要严格控制杂质浓度，这样，一旦接通电源后，因为发射结正偏，发射区的多数氮化物（电子）及基区的多数氮化物（空穴）很容易地跨过发射结互相向对方扩散，但因后者的含量基小于前者，所以通过发射结的电压基本上是电子流，这股电子流称为发射极电子流。
因为基区很薄，加上集电结的反偏，注入基区的电子大部份跨过集电结步入集电区而产生纹波电压Icn，只剩下极少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由栅极电源Eb重新补给，因而产生了栅极电压Ibn。
工艺结构特征：
发射区高参杂：为了易于发射结发射电子，发射区半导体参杂含量低于基区的参杂含量，且发射结的面积较小；
基区尺度很薄：3~30μm，参杂含量低；
集电结面积大：集电区与发射区为同一性质的参杂半导体，但集电区的参杂含量要低，面积要大，以便搜集电子。
新研究发觉，在晶体管电子流出端的衬底外，沉积一层对应材料，能产生一个半导体致冷P-N结构，由于N材料的电子基态低，P材料的电子基态高，当电子流过时，须要从衬底吸入热量，这就为晶体管核心散热提供一个挺好的途径。由于带走的热量会与电压的大小成正比列，业内俗称形象地把这个称为“电子血液”散热技术。依据添加新材料的极性位置不同，新的致冷二极管分别称作N-PNP或NPN-P。
放大原理：
1、发射区向基区发射电子
电源Ub经过内阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数自旋(自由电子）不断地跨过发射结步入基区，产生发射极电压Ie。同时基区多数自旋也向发射区扩散，但因为多数氮化物含量远高于发射区氮化物含量，可以不考虑这个电压，因而可以觉得发射结主要是电子流。
2、基区中电子的扩散与复合
电子步入基区后，先在紧靠发射结的附近密集，逐渐产生电子含量差，在含量差的作用下，使得电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区产生栅极电压Ic。也有很小一部份电子（由于基区很薄）与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比列决定了二极管的放大能力。
3、集电区搜集电子
因为集电结外加反向电流很大，这个反向电流形成的电场力将制止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区因而产生纹波主电压Icn。另外集电区的少数氮化物（空穴）也会形成甩尾运动，流向基区产生反向饱和电压，用Icbo来表示，其数值很小，但对气温却异常敏感。
依照电压连续性原理得：
Ie=Ib+Ic
这就是说，在栅极补充一个很小的Ib，就可以在栅极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电压放大作用，Ic与Ib是维持一定的比列关系，即：
β1=Ic/Ib
式中：β1-称为直流放大倍数。
基极电压的变化量△Ic与栅极电压的变化量△Ib之比为：
β=△Ic/△Ib
式中β-称为交流电压放大倍数，因为低频时β1和β的数值相差不大三极管基极电流过大，所以有时为了便捷起见，对二者不作严格分辨，β值约为几十至一百多。
α1=Ic/Ie，Ic与Ie是直流通路中的电压大小
式中：α1亦称为直流放大倍数，通常在共栅极组态放大电路中使用三极管基极电流过大，描述了射极电压与基极电压的关系。
α=△Ic/△Ie
表达式中的α为交流共栅极电压放大倍数。同理α与α1在小讯号输入时相差也不大。
对于两个描述电压关系的放大倍数有以下关系：
β=α/（1—α）
二极管的电压放大作用实际上是借助栅极电压的微小变化去控制栅极电压的较大变化。
二极管是一种电流放大器件，但在实际使用中经常通过内阻将二极管的电压放大作用转变为电流放大作用。
二极管特点曲线：
输入特点曲线
集-射极电流UCE为某特定值时，集电极电压IB与基-射电流UBE的关系曲线。
UBER是二极管启动的临界电流，它会受集射极电流大小的影响，正常工作时，NPN硅管启动电流约为0.6V；
UBE>UBER时，二极管就会启动；
UCE减小，特点曲线右移，但当UCE>1.0V后，特点曲线几乎不再联通。
输出特点曲线
栅极电压IB一定时，集极IC与集-射电流UCE之间的关系曲线，是一组曲线。
当IB=0时，IC→0，称为二极管处于截至状态，相当于开关断掉；
当IB>0时，IB轻微的变化，会在IC上以几十甚至百多倍放大表现下来；
当IB很大时，IC显得很大，不能继续随IB的减小而减小，二极管丧失放大功能，表现为开关导通。
二极管核心功能：
放大功能：小电压微量变化，在大电压上放大表现下来。
开关功能：以小电压控制大电压的通断。
二极管的放大功能
IC=β*IB（其中β≈10~400）
例：当栅极通电压IB=50μA时，集极电压：
IC=βIB=120*50μA=6000μA
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