
【电】 negative resistance
负电阻(Negative Resistance)是电子工程领域的特殊电路特性,指器件或电路在特定工作区间内呈现电压与电流变化方向相反的现象,即伏安特性曲线斜率为负值($frac{dV}{dI} < 0$)。其英文对应词“Negative Resistance”在IEEE标准术语库中被定义为“a condition in which an increase in the voltage across a device results in a decrease in the current through it”。
非线性伏安关系
负电阻器件的电流-电压曲线中存在一段下降区域,与欧姆定律的正比例关系相反。例如隧道二极管(Tunnel Diode)在正向偏置时,载流子通过量子隧穿效应形成负阻区。
能量释放机制
负电阻器件可向外部电路释放能量,这一特性被应用于振荡电路。根据IEEE Xplore文献,Gunn二极管利用半导体材料的转移电子效应产生微波频段的负阻,用于雷达信号源设计。
负电阻是电子学中的一种特殊现象,指器件在特定工作状态下呈现的“电阻特性”,表现为电流增加时电压反而减小(伏安特性曲线的斜率为负)。以下是详细解析:
核心特性
负电阻并非实际存在的电阻器,而是某些非线性器件(如隧道二极管、压控石英晶体振荡器)在特定电压/电流区间内的动态特性。此时器件的微分电阻($r = frac{dV}{dI}$)为负值,即电流增大时电压降低。
能量关系
与普通电阻(消耗能量)不同,负电阻器件在特定条件下可向电路输出能量,但需依赖外部电源维持这一状态,整体仍符合能量守恒。
信号放大
在放大电路中,负电阻特性可抵消电路中的正电阻,提升输出信号幅度。例如,通过设置负电阻参数使增益大于1。
振荡器设计
压控石英晶体振荡器利用负电阻补偿电路损耗,维持稳定振荡,常用于高频通信设备。
特殊器件应用
如隧道二极管在微波电路中利用负阻效应实现快速开关或高频振荡。
负电阻的微分电阻公式为:
$$
r = frac{Delta V}{Delta I} < 0
$$
表示电压变化与电流变化方向相反。
总结来看,负电阻是电子器件在特定条件下的动态特性,需结合具体电路分析其作用,实际应用中需注意工作区间和能量来源。
【别人正在浏览】