電子電路區別于以前所學電路的主要特點是電路中引入各種電子器件。電子器件的類型很多，目前使用得最廣泛的是半導體器件——二極管、穩壓管、晶體管、絕緣柵場效應管等。由于本課程的任務不是研究這些器件內部的物理過程，而是討論它們的應用，因此，在簡單介紹這些器件的外部特性的基礎上，討論它們的應用電路。
4.1 PN結和半導體二極管
4.1.1 PN結的單向導電性
我們在物理課中已經知道，在純凈的四價半導體晶體材料(主要是硅和鍺)中摻入微量三價(例如硼)或五價(例如磷)元素，半導體的導電能力就會大大增強。這是由于形成了有傳導電流能力的載流子。摻入五價元素的半導體中的多數載流子是自由電子，稱為電子半導體或N型半導體。而摻入三價元素的半導體中的多數載流子是空穴，稱為空穴半導體或P型半導體。在摻雜半導體中多數載流子(稱多子)數目由摻雜濃度確定，而少數載流子(稱少子)數目與溫度有關，并且溫度升高時，少數載流子數目會增加。
在一塊半導體基片上通過適當的半導體工藝技術可以形成P型半導體和N型半導體的交接面，稱為PN結。 PN結具有單向導電性：當PN結加正向電壓時，P端電位高于N端，PN結變窄,由多子形成的電流可以由P區向N區流通，見圖4-1 (a),而當PN結加反向電壓時，N端電位高于P端，PN結變寬,由少子形成的電流極小，視為截止(不導通)，見圖4-1 (b)。
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4.1.2 半導體二極管
半導體二極管就是由一個PN結加上相應的電極引線及管殼封裝而成的。由P區引出的電極稱為陽極，N區引出的電極稱為陰極。因為PN結的單向導電性，二極管導通時電流方向是由陽極通過管子內部流向陰極。二極管的種類很多，按材料來分，最常用的有硅管和鍺管兩種;按結構來分，有點接觸型，面接觸型和硅平面型幾種;按用途來分，有普通二極管、整流二極管、穩壓二極管等多種。
圖4-2是常用二極管的符號、結構及外形的示意圖。二極管的符號如圖4-2(a)所示。箭頭表示正向電流的方向。一般在二極管的管殼表面標有這個符號或色點、色圈來表示二極管的極性，左邊實心箭頭的符號是工程上常用的符號，右邊的符號為新規定的符號。從工藝結構來看，點接觸型二極管(一般為鍺管)如圖4-2(b)其特點是結面積小，因此結電容小，允許通過的電流也小，適用高頻電路的檢波或小電流的整流，也可用作數字電路里的開關元件;面接觸型二極管(一般為硅管)如圖4-2(c)其特點是結面積大，結電容大，允許通過的電流較大，適用于低頻整流;硅平面型二極管如圖4-2(d)，結面積大的可用于大功率整流，結面積小的，適用于脈沖數字電路作開關管。
4.1.3 二極管的伏安特性
二極管的電流與電壓的關系曲線I = f(V)，稱為二極管的伏安特性。其伏安特性曲線如圖4-3所示。二極管的核心是一個PN結，具有單向導電性，其實際伏安特性與理論伏安特性略有區別。由圖4-3可見二極管的伏安特性曲線是非線性的，可分為三部分：正向特性、反向特性和反向擊穿特性
1. 正向特性
當外加正向電壓很低時，管子內多數載流子的擴散運動沒形成，故正向電流幾乎為零。當正向電壓超過一定數值時，才有明顯的正向電流，這個電壓值稱為死區電壓，通常硅管的死區電壓約為0.5V，鍺管的死區電壓約為0.2V，當正向電壓大于死區電壓后，正向電流迅速增長，曲線接近上升直線，在伏安特性的這一部分，當電流迅速增加時，二極管的正向壓降變化很小，硅管正向壓降約為0.6～0.7V ，鍺管的正向壓降約為0.2～0.3V。二極管的伏安特性對溫度很敏感，溫度升高時，正向特性曲線向左移，如圖4-3所示，這說明，對應同樣大小的正向電流，正向壓降隨溫升而減小。研究表明，溫度每升高10C ，正向壓降減小 2mV。
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2. 反向特性
二極管加上反向電壓時，形成很小的反向電流，且在一定溫度下它的數量基本維持不變，因此，當反向電壓在一定范圍內增大時，反向電流的大小基本恒定，而與反向電壓大小無關，故稱為反向飽和電流，一般小功率鍺管的反向電流可達幾十μA，而小功率硅管的反向電流要小得多，一般在0.1μA以下，當溫度升高時，少數載流子數目增加，使反向電流增大，特性曲線下移，研究表明，溫度每升高100C ，反向電流近似增大一倍。
3. 反向擊穿特性
當二極管的外加反向電壓大于一定數值(反向擊穿電壓)時，反向電流突然急劇增加稱為二極管反向擊穿。反向擊穿電壓一般在幾十伏以上
4.1.4 二極管的主要參數
二極管的特性除用伏安特性曲線表示外，參數同樣能反映出二極管的電性能,器件的參數是正確選擇和使用器件的依據。各種器件的參數由廠家產品手冊給出，由于制造工藝方面的原因，既使同一型號的管子，參數也存在一定的分散性，因此手冊常給出某個參數的范圍，半導體二極管的主要參數有以下幾個
1.最大整流電流IDM
IDM指的是二極管長期工作時，允許通過的最大的正向平均電流。在使用時，若電流超過這個數值，將使PN結過熱而把管子燒壞
2.反向工作峰值電壓VRM
VRM是指管子不被擊穿所允許的最大反向電壓。一般這個參數是二極管反向擊穿電壓的一半，若反向電壓超過這個數值，管子將會有擊穿的危險。
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3.反向峰值電流IRM
IRM是指二極管加反向電壓VRM時的反向電流值，IRM越小二極管的單向導電性愈好。IRM受溫度影響很大，使用時要加以注意。硅管的反向電流較小，一般在幾微安以下，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。
4.最高工作頻率?M
二極管在外加高頻交流電壓時，由于PN結的電容效應，單向導電作用退化。?M指的是二極管單向導電作用開始明顯退化的交流信號的頻率。