Вскоре после того, как его коллеги Джон Бардин и Уолтер Х. Браттейн изобрели устройство с точечным контактом, физик из Bell Labs Уильям Б. Шокли понял, что эти выпрямительные характеристики можно использовать и при создании транзистора с переходом. В работе 1949 года Шокли объяснил физические принципы работы этих переходов и показал, как использовать их в трехслойном n-p-n или p-n-p-устройстве, которое может работать как полупроводниковый усилитель или переключатель. Электрический ток будет течь от одного конца к другому, а напряжение, приложенное к внутреннему слою, будет определять, сколько тока проходит в каждый момент времени. В транзисторе с n-p-n переходом, например, электроны перетекают из одного n-слоя через внутренний p-слой в другой n-слой. Таким образом, слабый электрический сигнал, поданный на внутренний базовый слой, будет модулировать ток, протекающий через все устройство. Чтобы этот ток протекал, некоторые электроны должны были на короткое время выжить в присутствии дырок; чтобы достичь второго n-слоя, они не могли все объединиться с дырками в p-слое. Когда Шокли впервые задумал свой транзистор с переходом, такая биполярная работа была совсем не очевидна. Эксперименты со все более чистыми кристаллами кремния и германия показали, что она действительно имеет место, что сделало возможным использование транзисторов с биполярным переходом.
Для достижения биполярного режима работы базовый слой также должен быть узким, чтобы электронам (в n-p-n транзисторах) и дыркам (в p-n-p) не приходилось преодолевать большое расстояние в присутствии своих противоположных номеров. Узкие базовые слои также способствуют высокочастотной работе транзисторов с переходом: чем уже база, тем выше рабочая частота. Это одна из основных причин, по которой в 1950-х годах был столь велик интерес к разработке транзисторов с диффузионной базой, как описано в разделе «Кремниевые транзисторы». Их базы толщиной в микрон впервые позволили транзисторам работать на частотах выше 100 мегагерц (100 миллионов циклов в секунду).
