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非線性元件（具有伏安特性的電學(xué)元件）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22

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非線性元件

具有伏安特性的電學(xué)元件

線性元件和非線性元件：在金屬導(dǎo)體中電流跟電壓成正比，伏安特性曲線是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。

基本信息

中文名	非線性元件
外文名	The nonlinear element
平衡少子	PN結(jié)處于平衡狀態(tài)時(shí)的少子
正向特性	u>0的部分稱為正向特性

概要

在電子電路中，非線性元件（英語(yǔ)：nonlinearelement），或稱非線性器件（nonlineardevice）是電流-電壓關(guān)系為非線性的電子元件。例如，在二極管中，通過(guò)晶體管的電流是其兩端電壓的非線性函數(shù)：

在有的電子電路中，非線性元件需要盡量避免，以免信號(hào)流經(jīng)器件后發(fā)生失真。在某些條件下（如雙極性晶體管的放大區(qū)），器件的電流電壓關(guān)系為近似線性，這樣可以方便進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。

定義

對(duì)歐姆定律不適用的導(dǎo)體和器件，即電流和電壓不成正比的電學(xué)元件叫做非線性元件。非線性元件是一種通過(guò)它的電流與加在它兩端電壓不成正比的電工材料，即它的阻值隨外界情況的變化而改變。求解含有非線性元件的電路問(wèn)題通常要借助U-I圖像：在定性分析中，重點(diǎn)是掌握理論上的分析方法；而在定量計(jì)算中，一般求出的都只能是近似結(jié)果。

伏安特性曲線

簡(jiǎn)介

導(dǎo)體A.B的伏安特性曲線

定義：在實(shí)際生活中，常用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫(huà)出的I-U圖像叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。

某一個(gè)金屬導(dǎo)體，在溫度沒(méi)有顯著變化時(shí)，電阻是不變的，它的伏安特性曲線是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。

歐姆定律是個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，實(shí)驗(yàn)中用的都是金屬導(dǎo)體。這個(gè)結(jié)論對(duì)其它導(dǎo)體是否適用，仍然需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，除金屬外，歐姆定律對(duì)電解質(zhì)溶液也適用，但對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導(dǎo)體元件并不適用。也就是說(shuō)，在這些情況下電流與電壓不成正比，這類電學(xué)元件叫做非線性元件。

有關(guān)信息

二極管伏安特性曲線加在PN結(jié)兩端的電壓和流過(guò)二極管的電流之間的關(guān)系曲線稱為伏安特性曲線。如圖所示：

正向特性：

的部分稱為正向特性。

反向特性：

的部分稱為反向特性。

反向擊穿：當(dāng)反向電壓超過(guò)一定數(shù)值U（BR）后，反向電流急劇增加，稱之反向擊穿。

勢(shì)壘電容：耗盡層寬窄變化所等效的電容稱為勢(shì)壘電容

。

變?nèi)荻O管：當(dāng)PN結(jié)加反向電壓時(shí)，

明顯隨u的變化而變化，而制成各種變?nèi)荻O管。如下圖所示。

平衡少子：PN結(jié)處于平衡狀態(tài)時(shí)的少子稱為平衡少子。

非平衡少子：PN結(jié)處于正向偏置時(shí)，從P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)的空穴和從N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)的自由電子均稱為非平衡少子。

擴(kuò)散電容：擴(kuò)散區(qū)內(nèi)電荷的積累和釋放過(guò)程與電容器充、放電過(guò)程相同，這種電容效應(yīng)稱為

。

結(jié)電容：勢(shì)壘電容與擴(kuò)散電容之和為PN結(jié)的結(jié)電容

。

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