二極真空管は、 交流を直流に変換します。 これを 整流作用 といいます。 三極真空管は、 電流を大きくします。 これを 増幅作用 といいます。 二極真空管に取って換わったのが ダイオード で、 三極真空管に取って換わったのが トランジスタ です。 ダイオードは Ｐ（ Positive ）型半導体 と Ｎ（ Negative ）型半導体 を接合したもので、 トランジスタは、 Ｐ型半導体をＮ型半導体で挟み込んだものです。 トランジスタにはこれ以外の物もあります。 ダイオードには発光するものがあって ＬＥＤ といわれ、 照明に使われています。 半導体は、 伝導体と絶縁体のハーフです。 Ｎ型半導体には、 原子の共有結合にあずからない余分な自由電子が存在し、 シリコン原子の中に少し混じっているリン原子はプラスに帯電しています。 逆に、 Ｐ型半導体は、 原子の共有結合に必要な電子が不足していて、 シリコン原子の中に少し混じっているホウ素原子はマイナスに帯電しています。

　 Ｐ型半導体とＮ型半導体を接合すると、 その境界部分は、 Ｎ型半導体の自由電子がＰ型半導体へ移動し不足した共有結合を補います。 そのため、 その境界部分では、 Ｎ型半導体のほうがＰ型半導体よりも若干電位が高くなり、 Ｎ型半導体からＰ型半導体へ向けて電場が形成されます。

　 ＰＮ半導体接合体を、 電池を使って、 Ｐ型半導体の電位がＮ型半導体の電位よりも高くなるように傾斜を作ってやると、 Ｎ型半導体から自由電子がＰ型半導体へ、 電池のマイナス極から電子がＮ型半導体へ、 Ｐ型半導体から電子が電池のプラス極へと移動し、 電流が流れます。 反対方向へ電位の傾斜をつけたのでは、 電流は流れません。 これがダイオードによる整流作用のしくみです。

　　　　　　　電子はアユやサケが川を登るように電位の高い所へと登っていきます。
　　　　　　　連なる電子の流れが電流ですが、 電流の向きは電子の流れと反対向きで
　　　　　　　あると定義されています。

　 また、 ＰＮ半導体接合体の境界部分に光を当てると、 共有結合していた電子が励起され共有結合を振り切って伝導電子になります。 伝導電子は、 Ｎ型半導体へと引き寄せられていきます。 そこで、 Ｎ型半導体とＰ型半導体を導線で結ぶと、 導線の中をＮ型半導体からＰ型半導体へと電子が移動し、 電流が生じます。 これは、 ＰＮ半導体接合体がダイオードとして用いられるときの電流の方向と反対方向になっています。 ＰＮ半導体接合体の境界部に光が当たると電気が生じる現象は、 光起電力効果 と言われます。 これが太陽電池のしくみです。 太陽電池の光エネルギーから電気エネルギーへの変換率は10〜20％です。