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负阻特性 编辑
负阻特性也称为负微分电阻特性,是指一些电路或电子元件在某特定的电流增加时,电压反而减少的特性。一般的电阻在电流增加时,电压也会增加,负阻特性恰好与电阻的特性相反。
中文名:负阻特性
别名:负微分电阻特性
实际元件:二极管 运算放大器
应用:振荡器等
没有一个单一的电子元件,可以在所有工作范围都呈现负阻特性,不过有些二极管(例如隧道二极管)在特定工作范围下会有负阻特性。%20如图1所示用共振隧道二极管说明其负阻特性。有些气体在放电时也会出现负阻特性。而一些硫族化物的玻璃、有机半导体及导电聚合物也有类似的负阻特性。负阻元件在电子学中可制作双稳态的切换电路及频率接近微波频率的震荡电路。
图1
依欧姆定律,电阻二端的电压和电流成正比,其电流-电压关系的图形斜率为正,且会通过原点。理想负电阻其电流-电压关系的图形斜率为负,且会通过原点,因此只在图中的第二和第四象限出现。像隧道二极管之类的元件,其斜率为负的部份未通过原点,因此隧道二极管中没有能量源。
振荡器
许多振荡电路会使用一埠的负阻元件,例如负耗阻性管、隧道二极管及耿氏二极管等。在振荡电路中,像LC电路、石英晶体谐振器或谐振腔等会和有施加偏压的负阻元件相接。负阻元件可以抵消振荡电路中电阻带来的能量损失,使振荡电路可以持续振荡。这类电路多半是用在微波波长的振荡电路。振荡电路也会使用一些功率扩大元件(如真空管)的负阻.像负耗阻性管振荡器即为一例。
混频器及频率转换器
隧道二极管高度非线性的特性可用在混频器中,隧道混频器若配合偏压,使隧道二极管工作在负阻的区域,隧道混频器的转换增益至少会提高20 dB。
天线设计
无线电天线设计的领域也会用到负阻的概念,一般会称为负阻抗。天线上常会配合主动元件,再利用一到多个主动元件来产生显著的负阻抗。
阻抗消除
负阻抗也可以用来抵消正阻抗的影响,例如抵消电压源中的内阻或是使电流源的内阻变成无限大。此技术已用在电路线的中继器及类似Howland电流源(Howland current source)、Deboo 积分器(Deboo integrator)及负载抵消电路等。
二极管
隧道二极管有重掺杂的半导体接面,其转换曲线为"N"型,部分区域有负阻特性。真空管也可以设计成有负阻特性。其他有负阻特性的二极管一般会有"S"型转换曲线。当对元件施加偏压,使工作点在负阻区域时,这些元件可以作为放大器,也可以对元件施加偏压,使得在电压变化时,元件可以在二个状态之间快速的切换。
运算放大器
主条目:负阻抗转换器
利用由运算放大器组成的负阻抗转换器可以产生负电阻的电路。二个电阻R1及运算放大器构成了一个负回授的非反向型放大器,增益为2。若
电路的输入埠可以视为是一个负电阻。
一般情形下也可以调整
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