電流-電壓特性曲線

電流-電壓特性曲線是表示通過電子儀器的直流電電流與儀器終端直流電電壓兩者之間的關係，電機工程人員透過這些圖表去確定儀器的基本參數及電路的特性，他們常稱這些圖表作“I-V表”。

基本介紹

• 中文名：電流-電壓特性曲線
• 外文名：Current–voltage characteristic
• 常用：縱坐標表示電流
• 圖像：I-U圖像

簡介

電流-電壓特性曲線是表示通過電子儀器的直流電電流與儀器終端直流電電壓兩者之間的關係，電機工程人員透過這些圖表去確定儀器的基本參數及電路的特性，他們常稱這些圖表作“I-V表”。

一顆電晶體的跨導性及厄爾利電壓，除可透過使用實驗室中的示波器量度外，也可使用這些圖表找出，因此這是I-V表的套用例子之一。

在I-V表的眾多套用中，以查找電阻的有關數值最為簡單。根據歐姆定律，在大多數的情況下，電阻的電壓與電流的數值成正比，因此I-V圖呈直線。只有在電阻使用某種物料或在某個溫度環境下，方會出現非直線圖表。

厄利效應

簡介

厄利效應（英語：Early effect），又譯厄爾利效應或譯歐萊效應，也稱基區寬度調製效應，是指當雙極性電晶體（BJT）的集電極－發射極電壓V_CE改變，基極－集電極耗盡寬度W_B-C（耗盡區大小）也會跟著改變。此變化稱為厄利效應，由詹姆斯·M·厄利（James M. Early）所發現。

現象

有效中性基區為綠色，基區相鄰的耗盡區為畫有陰影的淡綠色，中性發射區和集電區為深藍色，集電區相鄰的耗盡區為畫有陰影的淡藍色。從圖1中可以看到，若集電極－基極反向偏置增大，則基區相鄰的耗盡區越寬，中性基區越窄。

在反向偏置電壓的作用下，集電區相鄰的耗盡區也會變寬，寬度超過基區相鄰的耗盡區，因為集電區摻雜低。中性區和耗盡區的寬度的和要保持不變，因為二者符合電中和原理。集電區變窄不會產生非常大的影響，因為其寬度遠大於基區。發射極－基極結不會發生變化，因為電壓不變。

基區變窄對於電流的影響有以下兩方面：

• 由於基區變得更窄，電子與空穴複合的可能性更小。
• 若穿過基區的電荷梯度增加，那么注入基區的少子電流會增加。

若集電區電壓升高，以上因素都會使集電區或電晶體的輸出電流增大，如圖1所示的BJT輸出特性曲線。特性曲線中電壓較大時的切線進行反向外推，其延長線與電壓軸相交，在電壓軸上截得的負截距稱為厄利電壓（Early voltage），記為V_A。

圖1.BJT輸出特性曲線

歐姆定律

在電路學裡，歐姆定律（Ohm's law）表明，導電體兩端的電壓與通過導電體的電流成正比，以方程表示，

其中，V是電壓（也可以標記為U，方程表示為U=IR），I是電流，比例常數R是電阻。

雖然導電體是由導電物質組成，導電體也具有微小的電阻。對於任意導電體、電阻器、電路元件、電路等等，電阻的定義方程為：

不論電流、電壓為何，電阻定義為電壓除以電流。在歐姆定律里，電阻與電流、電壓無關。並不是每一種元件都遵守歐姆定律。歐姆定律是經過多次實驗而推斷的法則，只有在理想狀況下，才會成立。凡是遵守歐姆定律的元件或電路都稱為“歐姆元件”或“歐姆電路”或“歐姆式導體”，其電阻與電流、電壓無關；不遵守歐姆定律的元件或電路稱為“非歐姆元件”或“非歐姆電路”或“非歐姆式導體”，其電阻可能會與電流、電壓有關。

歐姆定律是因德國物理學家格奧爾格·歐姆命名。於1827年，在他發表的一本通論《直流電路的數學研究》（The galvanic Circuit investigated mathematically）里，他詳細的論述簡單電路兩端的電壓與流動於電路的電流之間的關係。他所論述的關係比較複雜，稍後會有更詳細說明。上述方程乃是歐姆定律的現代版本。

對於電阻物質或導電物質，歐姆定律可以推廣為：

其中，是電場，是物質的電流密度，是物質的電阻率，是物質的電導率。

遵守歐姆定律的物質，稱為“歐姆物質”，其電阻率和電導率與電流密度、電場無關。