[科普中国]-非线性电阻

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。1

分类若非线性电阻的特性曲线关于原点对称，如图(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(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(c)、(d)所表示的电阻则分别为压控电阻和流控电阻。2

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。2

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。3

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所