Dalam transistor bipolar, emitor memiliki doping yang jauh lebih tinggi daripada basisnya. Ketika Anda menerapkan bias maju ke dioda basis-emitor, arus akan mengalir, dan karena doping yang lebih tinggi dalam emitor, lebih banyak elektron mengalir dari emitor ke dalam basis daripada lubang mengalir dari basis ke dalam emitor.
Arus dalam semikonduktor dapat mengalir melalui dua mekanisme utama: Ada arus "melayang", di mana medan listrik mempercepat elektron ke arah tertentu. Itulah cara sederhana arus yang kita semua terbiasa. Ada juga arus "difusi", di mana elektron-elektron bergerak dari area-area dengan konsentrasi elektron yang lebih tinggi ke area-area dengan konsentrasi yang lebih rendah, seperti halnya air yang meresap ke dalam spons. Namun, elektron-elektron yang menyebar itu tidak dapat bergerak selamanya karena mereka pada suatu saat akan mengenai lubang dan bergabung kembali. Itu berarti difusi (bebas) elektron dalam semikonduktor memiliki waktu paruh dan panjang difusi, yang merupakan jarak rata-rata yang mereka tempuh sebelum bergabung kembali dengan sebuah lubang.
Difusi adalah mekanisme di mana persimpangan dioda menciptakan daerah penipisannya.
Sekarang, jika dioda basis-emitor bias maju, daerah penipisan dioda basis-emitor semakin kecil dan elektron mulai berdifusi dari persimpangan ini ke dalam basis. Namun, karena transistor dibangun sehingga panjang difusi dari elektron-elektron tersebut lebih panjang dari basis yang luas, banyak dari elektron-elektron tersebut yang benar-benar dapat berdifusi menembus dasar tanpa mengkombinasikan dan keluar pada kolektor, secara efektif "tunneling" melalui pangkalan dengan tidak berinteraksi dengan lubang-lubang di sana. (Rekombinasi adalah proses acak dan tidak terjadi segera, itulah sebabnya difusi ada di tempat pertama.)
Jadi pada akhirnya, beberapa elektron berakhir di kolektor dengan gerakan acak. Sekarang mereka ada di sana, elektron hanya dapat kembali ke basis ketika mereka mengatasi tegangan bias maju dari dioda basis-kolektor, menyebabkan mereka "menumpuk" di kolektor, mengurangi tegangan di sana, sampai mereka dapat mengatasi persimpangan basis-kolektor dan mengalir kembali. (Pada kenyataannya, proses ini adalah keseimbangan, tentu saja.)
Dengan voltase yang Anda terapkan pada basis, emitor, dan kolektor, Anda hanya membuat medan listrik di semikonduktor yang menyebabkan penyimpangan elektron menuju daerah penipisan, mengubah konsentrasi elektron dalam kristal, yang kemudian menghasilkan arus difusi yang mengalir melalui mendasarkan. Sementara elektron tunggal dipengaruhi oleh medan listrik yang diciptakan oleh tegangan pada terminal transistor, mereka sendiri tidak memiliki tegangan, hanya tingkat energi. Di dalam bagian kristal yang umumnya pada tegangan yang sama, elektron dapat (dan akan) memiliki energi berbeda. Faktanya, tidak ada dua elektron yang dapat memiliki tingkat energi yang sama.
Ini juga menjelaskan mengapa transistor dapat bekerja secara terbalik, tetapi dengan kenaikan arus jauh lebih sedikit: Lebih sulit bagi elektron untuk berdifusi ke dalam daerah emitor yang sangat diolah daripada ke dalam kolektor yang diolah dengan ringan karena konsentrasi elektron sudah cukup tinggi di sana. Itu membuat jalur ini kurang menguntungkan untuk elektron daripada di transistor yang tidak terbalik, sehingga lebih banyak elektron mengalir langsung dari basis dan penguatannya lebih rendah.
