简单的说：
如果电阻元件两端的电流、电压关系为曲线，
则这类电阻元件称为非线性电阻元件（如.
热敏电阻、二极管等），这种元件的特点是电阻随加在它两端的电压改变而改变。一般均用伏安特性曲线来反映非线性电阻元件的特性。
详细的说：
若电阻元件的伏安特性为非线性的，则称为非线性电阻元件。含有非线性电阻元件的电路称为非线性电阻电路。
非线性电阻的伏安特性一般用函数式表示，即
u=g(i)
(1-1)
i=f(u)
(1-2)
其中g,f分别为i和u的非线性函数。
对于式（1-1）而言，电阻两端的电压u是其中电流i的单值函数。这种电阻称为电流控制型电阻，简称流控电阻。充气二极管即具有这样的伏安特性。但要注意，对于同一的电压u值，电流i可能是多值的。例如当u=u0时，电流i就有三个不同的值i1,i2,i3。
对于式（1-2）而言，电阻中的电流i是其两端电压u的单值函数。这种电阻称为电压控制型电阻，简称压控电阻。隧道二极管即具有这样的伏安特性。但要注意，对于同一的电流i值，电压u可能是多值的。例如i=i0时，电压u就有三个不同的值u1,u2,u3。
另有一类非线性电阻，它既是流控的又是压控的，其典型伏安特性。此类非线性电阻的伏安特性既可用u=g(i)描述,也可用i=f(u)=g(u)描述，其中f为g的逆。曲线的斜率di/du对所有的u值都是正值，即为单调增长型的。白炽灯泡的伏安特性对坐标原点对称，具有双向性；半导体P-N结二极管的伏安特性对坐标原点不对称，具有单方向性，这种性质可用来整流和检波。
还有一类非线性电阻，它既不是流控的，也不是压控的。理想半导体二极管的伏安特性即属此类，其数学描述为
i=0
u<0
u=0
i>0
(1-3)
由式（1-3）可见，由于在u<0时i=0，故此时理想半导体二极管相当于开路；在i>0时u=0，故此时理想半导体二极管相当于短路。
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