线性元件与非线性元件
在金属导体中，电流跟电压成正比，伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。对欧姆定律不适用的导体和器件，电流和电压不成正比的电学元件叫做非线性元件。非线性元件是一种通过它的电流与加在它两端电压不成正比的电工材料，即它的阻值随外界情况的变化而改变．
1．只有在其它外界参量（如温度）一定的情况下，线性元件的伏安特性曲线才是通过坐标原点的直线。
实际情况下由于温度的变化，线性元件的伏安曲线仍为过原点的曲线。学生实验中描绘的小灯泡的伏安曲线就是这样的。
2．线性与非线性的实质：
R =
是电阻的定义式，是普适的，非线性并不是这个关系不成立了，而是在温度等外界参数不变的情况下，电流不随电压同比变化。
3．非线性的原因：
设载流子在与正离子（或空穴）的两次碰撞之间是由静止做匀加速直线运动的，载流子定向移动的速率为v
=
=
l为电阻的长度
λ为载流子的平均自由程，v热为载流子热运动平均速率
对于线性元件，在温度一定的情况下，载流子体密度n，载流子热运动平均速率v热，载流子的平均自由程λ均为定值，ρ、R为定值，因此I与U的正比关系成立。
对于非线性元件，影响载流子体密度n的因素不仅仅是温度，外加电场的强度也会影响载流子的数量（如气体导电过程，随着电压的增大，越来越多的空气分子被电场力“撕裂”成离子，成为载流子），因此即便在温度一定的情况下，I与U的正比关系也是不成立的。
公式也可以用来解释半导体与金属导体的导电特性的差异。
对金属导体，温度升高后，λ减小（正离子运动加剧）、v热增大，n几乎不变（由于金属正离子结构稳定，自由电子浓度受电场影响极小），电阻率升高，电阻增大。
对于半导体，温度升高后，λ减小（空穴运动加剧）、v热增大，而n却由于电子热运动加剧，使得大量电子挣脱共价键的束缚成为载流子，并且这种变化对电阻率的影响远大于自由程和热运动速率变化对电阻率的影响，导致半导体电阻率下降，温度减小。
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