电子管的阳极与阴极断开，类似电池组的正负两极。阴极处有一个加热灯丝，工作时灯丝开始发热加热阴极，当阴极原子被加热到激态，阴极开始向阳极发射电子，电路导通。反之向阳极加电压时，并不能使电路导通，从而得到了单向导电性。
晶体管由P型半导体与N型半导体相连组成，P型半导体是由纯净的四价元素掺杂三价元素制成，含较多带正电的载流子——空穴；N型半导体由纯净的四价元素掺杂五价元素制成，含较多带负电的载流子——电子。但是这二者单独来说都是电中性的，两者相连后由于扩散作用，P型半导体的正电荷载流子一部分去了N型那边，同样N型半导体的负电荷载流子一部分去了P型那边。这样在连接处就形成了PN结，一方带正电一方带负电，形成了内电场，这样的一个电场就阻止了空穴与电子的进一步扩散。当晶体管外接正电压或负电压时，就会导致PN结变宽或变窄，从而形成更弱或更强的内电场，二极管从而导通或截止。这样就得到了单向导电性。
