非线性电阻

更新时间:2022-09-13 14:49

非线性电阻是指其特性可以用电流i~电压u平面内的曲线表示的器件。一般来说,i~u特性曲线是一条非线性曲线的电子器件都是非线性电阻。按此定义,忽略了电抗特性效应后的半导体二极管、晶体管、场效应管等器件都是非线性电阻。

简介

伏安特性曲线是曲线的原件叫非线性原件,导电时不遵从欧姆定律。非线性是指电阻在某些条件下,阻值会发生急剧的变化,比如电视机的消磁电阻,在电视机正常工作时,它的阻值是无穷大的,然而在电视机刚刚接通电源的一刹那,电视机的消磁电阻是很小的,这样电流就可通过消磁线圈对显像管消磁,消磁完毕后,消磁电阻又变的很大,保证了用电的安全可靠。所以不是非固定电阻就是非线性电阻。

分类

若非线性电阻的特性曲线关于原点对称,如图1(b)所示,表明改变电阻两端所加电压的极性不会影响它的特性曲线,这类电阻称为双向型电阻;否则为单向型电阻。半导体二极管的特性曲线关于原点不对称,因此称二极管为单向型电阻。若非线性电阻的特性曲线是单调曲线,所描述的电阻则为单调电阻,如图1(a)、(b)所示。如果特性曲线不具有单调性,但电压总是电流的单值函数,则称这类电阻为流控电阻;若电流总是电压的单值函数,则称为压控电阻。显然,单调电阻既是流控电阻也是压控电阻。图1(c)、(d)所表示的电阻则分别为压控电阻和流控电阻。

电路在直流电源作用下的解称为静态工作点。静态工作点处非线性电阻的电压与电流之比定义为静态电阻,仍用R表示,即R=U0/I0。显然,静态电阻的大小与工作点的位置有关。例如图中所示非线性电阻,工作点Q’处静态电阻大于工作点Q”处的静态电阻。

非线性电阻在某一工作点处电压增量△u与电流增量△I之比的极限,称为该工作点处的动态电阻,某工作点的动态电阻实际上就是特性曲线上该工作点的斜率。动态电阻的大小与工作点的位置有关。例如,图2中工作点Q’处的动态电阻R’d为正,工作点Q”处的动态电阻R”d为负。

线性电阻

线性导体又叫做线性元件,是指I~U曲线为直线的元件,即所谓线性。I~U曲线为直线意味着电阻R不随电压U变化,即电阻恒值。所以只要电阻变的都是非线性元件。

事实上不光是纯金属,半导体,乃至一般的导体,它们的电阻都会随电压U变化,所以都是非线性元件。只不过在一般情况下,导体电阻在我们所考虑的问题中变化不大时,大家习惯上把它当作线性元件来处理,即近似看作电阻为恒值,并且在很多情况下这样的近似是非常好用又非常合理的。

按照上述的原因,金属导体的电流跟电压成正比,伏安特性曲线是通过坐标原点的直线,电压与电流的比值叫做电阻,电阻是线性元件。电容和电感虽然不满足欧姆定律,但其输入量与输出量有线性关系:对于电容满足q=Cu,对于电感则有ψ=Li,这两条是电容和电感最根本的定义,电容和电感也是线性元件。

按照上述的原因,金属导体的电流跟电压成正比,伏安特性曲线是通过坐标原点的直线,电压与电流的比值叫做电阻,电阻是线性元件。电容和电感虽然不满足欧姆定律,但其输入量与输出量有线性关系:对于电容满足q=Cu,对于电感则有ψ=Li,这两条是电容和电感最根本的定义,电容和电感也是线性元件。

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