NPN transistörleri yarı iletken fiziğinin prensiplerine ve katkılı yarı iletken malzemelerin davranışına göre çalışır. Bir NPN transistörü üç yarı iletken malzeme katmanından oluşur: iki N tipi yarı iletken katman (yayıcı ve toplayıcı) arasına sıkıştırılmış ince bir P tipi yarı iletken katman (taban). Baz terminaline (P tipi) küçük bir akım aktığında, kollektörden (N tipi) emitöre (N tipi) çok daha büyük bir akımın akmasına izin verir. Bu işlem, toplayıcı ve yayıcı arasındaki iletkenliği modüle eden baz terminalindeki akım tarafından kontrol edilir. NPN transistörleri, tabana uygulanan küçük bir kontrol akımına bağlı olarak daha yüksek akımları ve voltajları kontrol edebildikleri amplifikasyon ve anahtarlama devrelerinde yaygın olarak kullanılır.
NPN transistörleri, yarı iletken davranış ilkelerinden yararlanarak çalışır. Bir NPN transistöründe yayıcı (N tipi), elektronları baz (P tipi) bölgeye enjekte eder. Tabana akan küçük bir akım, kollektörden (N-tipi) emitöre (N-tipi) akan daha büyük akımı kontrol eder. Tabana yayıcıya göre pozitif bir voltaj uygulandığında, yayıcıdan toplayıcıya bir akım akmasına izin verir. Bu akım yükseltme etkisi, NPN transistörlerinin sinyalleri nasıl güçlendirdiğinin ve elektronik devrelerde anahtar görevi gördüğünün temelini oluşturur. Temel akımı kontrol ederek transistör açılıp kapatılabilir, uygulamanın gereksinimlerine göre akımın akmasına izin verilir veya bloke edilir.
Hem NPN hem de PNP transistörleri benzer prensiplerle çalışır ancak ters polariteler ve akım yönleriyle çalışır. Bir NPN transistöründe, tabana küçük bir akım uygulandığında akım kolektörden emitöre akar ve transistörden daha büyük bir akımın akmasına izin verir. Tersine, bir PNP transistöründe, tabana küçük bir akım uygulandığında akım yayıcıdan toplayıcıya doğru akar. Akım akış yönündeki bu temel farklılık, bu transistörlerin devre tasarımında, özellikle de akım yönü ve kontrolünün kritik faktörler olduğu anahtarlama ve yükseltme uygulamaları açısından nasıl kullanılacağını belirler.
Bir NPN transistörü, toplayıcı ve verici terminalleri arasındaki akım akışını kontrol ederek bir anahtar işlevi görebilir. Baz terminali küçük bir akım veya voltaj sinyali aldığında, kollektörden emitöre çok daha büyük bir akımın akmasına izin verir. Bu anahtarlama eylemi, taban akımının toplayıcı ve yayıcı bölgeler arasındaki iletkenliği kontrol etmesi nedeniyle oluşur. Baz-verici bağlantısı ileri yönlü olduğunda (bir NPN transistöründeki vericiye göre tabana pozitif voltaj uygulanır), transistörü açar ve akımın kolektörden yayıcıya akmasına izin verir. Tersine, baz-verici bağlantısı ters yönde polarlandığında, transistör kapatılır ve toplayıcı ile verici arasındaki akım akışı engellenir. Bu açma/kapama anahtarlama özelliği, NPN transistörlerini dijital mantık devrelerinde, güç kontrol sistemlerinde ve akım akışının hassas kontrolünün gerekli olduğu diğer elektronik cihazlarda temel bileşenler haline getirir.
Bir NPN transistörün mekanizması, yarı iletken katmanları içindeki yük taşıyıcılarının (elektronlar ve delikler) hareketini ve kontrolünü içerir. Bir NPN transistöründe, baz (P tipi) terminale küçük bir akım aktığında, baz bölgesine elektronlar enjekte eder. Bu elektronlar tabandan toplayıcı (N-tipi) bölgeye doğru yayılırlar ve burada toplayıcıdan yayıcıya akan çoğunluk yük taşıyıcılarını oluştururlar. Baz akımı bu elektronların akışını kontrol ederek transistörün uygulanan baz akımına göre sinyalleri yükseltmesine veya akımları değiştirmesine olanak tanır. Bu mekanizma, iletkenliği ve akım akışını kontrol etmek için yarı iletkenlerin özelliklerine dayanır ve transistörün elektronik devrelerde yükseltme ve anahtarlama işlevlerini gerçekleştirmesini sağlar.