从伏安特性曲线到电压源、电流源

1、伏安特性曲线

关于伏安特性曲线，摘录“百度百科”解释：

伏安特性曲线常用纵坐标表示电流 I、横坐标表示电压 U，以此画出的 I-U 图像叫做导体的伏安特性曲线。伏安特性曲线是针对导体的，也就是耗电元件，图像常被用来研究导体电阻的变化规律，是物理学常用的图像法之一。

下图1.1 的 R1 与 R2 的斜率表示：

其中，G 为电导

电导越大电阻越小，故 R1 > R2。

为什么这里要用电导而不直接使用电阻呢？即横座标为 I(A)，纵坐标为 U(V)，多么直观啊！

▼那是因为我们处于电压的世界里，所以就成为表示“伏安特性曲线”形式的一种习惯，不知道大家有没有想过这个问题。

图1.1 电阻的伏安特性曲线

假使 R3 与横座标 U(V) 重合，根据欧姆定律

I3 = 0，R3 = ∞。

R3 的电流不随着电压变化，即电流源，其斜率 G3 = 0，电阻 R3 = ∞，电流源内阻无穷大。

假使 R4 与纵座标 I(A) 重合，根据欧姆定律

U2 = 0，R4 = 0。

R4 的电压不随着电流变化，即电压源，其斜率 G4 = ∞，电阻 R4 = 0，电压源内阻为零。

2、举例

▼如下图2.1 所示，0.7V 时的二极管我们可以近似看作是一个电压源，其内阻为 0。

图2.1 二极管的伏安特性曲线

▼如下图2.2 所示，D1 的正向电压 = 1.74-1.52 = 0.22V。我们使用电压源 V1 = 0.22V 代替，如图2.3 所示，输出电压没有变化。

图2.2 二极管仿真电路

图2.3 电压源替换二极管

有关文件下载：伏安特性曲线及其相关计算。

3、Output电压计算

令 PR2 的电压为 Vx，那么 Output = V1+Vx = 0.22+Vx。设流过 R1 的电流为 Ir1，流过 R2 的电流为 Ir2，流过 R3 的电流为 Ir3。

根据 KCL，Ir1 = Ir2+Ir3，那么

可得 Vx = 1.52V，所以 Output = 1.74V。

4、三极管与MOS管曲线

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