2.1.3 实验原理

电路元件的特性一般用该元件的端电压U与通过元件的电流I之间的函数关系来表示，一个元件的电压与电流之间关系的函数图形称为该元件的伏安特性曲线。

独立电源和电阻元件的伏安特性可以用电压表、电流表测定，称为伏安测量法（伏安表法）。伏安关系法原理简单，测量方便，同时适用于非线性元件伏安特性测量。但仪表的内阻会对测量结果产生一定影响，因而必须注意仪表的合理接法。

1.线性电阻元件

电阻元件的伏安特性可以用流过元件的电流I与元件两端的电压U的函数关系来表征。在u～i坐标平面上线性电阻元件的特性为一条通过原点O的直线，如图2-1所示。

电阻的伏安特性用欧姆定律描述。在U和I关联参考方向条件下：

U=IR

若U、I为非关联参考方向情况下，则欧姆定律的形式为

U=-IR

2.非线性电阻元件

非线性电阻的u~i函数关系不再是一条直线，一般可以分为以下3种类型：

1）若元件的端电压是流过元件电流的单值函数，则称为电流型电阻元件，示例的特性曲线如图2-2a所示。

2）若流过元件的电流是元件端电压的单值函数，则称为电压型电阻元件，示例的特性曲线如图2-2b所示。

3）若元件的伏安特性曲线是单调增加或减少的，则该元件既是电流型又是电压型的电阻元件，示例的特性曲线如图2-2c所示。

图2-1 线性电阻的伏安特性

图2-2 非线性电阻的伏安特性

半导体二极管是一种典型的非线性电阻元件，其伏安特性曲线类似于图2-2c，如图2-3所示。二极管的（等效）电阻值随电压、电流的大小甚至方向而改变。其中V_TH为死区电压，V_BR为反向击穿电压。

稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反相特性较特别。在反向电压开始增加时，其反相电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管），电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。

图2-3 半导体二极管的伏安特性