非线性元件（具有伏安特性的电学元件）

VLoG
VLoG
次浏览
更新时间：2023-05-22
非线性元件
具有伏安特性的电学元件
线性元件和非线性元件：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。
基本信息
中文名
非线性元件
外文名
The nonlinear element
平衡少子
PN结处于平衡状态时的少子
正向特性
u>0的部分称为正向特性
概要
在电子电路中，非线性元件（英语：nonlinearelement），或称非线性器件（nonlineardevice）是电流-电压关系为非线性的电子元件。例如，在二极管中，通过晶体管的电流是其两端电压的非线性函数：
在有的电子电路中，非线性元件需要尽量避免，以免信号流经器件后发生失真。在某些条件下（如双极性晶体管的放大区），器件的电流电压关系为近似线性，这样可以方便进行分析与设计。
定义
对欧姆定律不适用的导体和器件，即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。求解含有非线性元件的电路问题通常要借助U-I图像：在定性分析中，重点是掌握理论上的分析方法；而在定量计算中，一般求出的都只能是近似结果。
伏安特性曲线
简介
导体A.B的伏安特性曲线
定义：在实际生活中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，这样画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线。
某一个金属导体，在温度没有显著变化时，电阻是不变的，它的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。
欧姆定律是个实验定律，实验中用的都是金属导体。这个结论对其它导体是否适用，仍然需要实验的检验。实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。也就是说，在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫做非线性元件。
有关信息
二极管伏安特性曲线加在PN结两端的电压和流过二极管的电流之间的关系曲线称为伏安特性曲线。如图所示：
正向特性：
的部分称为正向特性。
反向特性：
的部分称为反向特性。
反向击穿：当反向电压超过一定数值U（BR）后，反向电流急剧增加，称之反向击穿。
势垒电容：耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容
。
变容二极管：当PN结加反向电压时，
明显随u的变化而变化，而制成各种变容二极管。如下图所示。
平衡少子：PN结处于平衡状态时的少子称为平衡少子。
非平衡少子：PN结处于正向偏置时，从P区扩散到N区的空穴和从N区扩散到P区的自由电子均称为非平衡少子。
扩散电容：扩散区内电荷的积累和释放过程与电容器充、放电过程相同，这种电容效应称为
。
结电容：势垒电容与扩散电容之和为PN结的结电容
。