碳基半导体的基本原理：碳纳米管本身是一种性能优异的半导体，两端接上金属（不再是掺杂的硅）可以产生接界电压，术语是接界电势。这种接界电压让电流只能单向流过，类似于普通芯片中的半导体晶体管。

碳基晶体管可以通过电场控制门电路的通断，从而控制原极（输入端）到漏极（输出端）的连通性。