非線性元件

在電子電路中，非線性元件（英語：nonlinear element），或稱非線性器件（nonlinear device）是電流-電壓關係為非線性的電子元件。例如，在二極管中，通過晶體管的電流是其兩端電壓的非線性函數：

在有的電子電路中，非線性元件需要儘量避免，以免信號流經器件後發生失真。在某些條件下（如雙極性晶體管的放大區），器件的電流電壓關係為近似線性，這樣可以方便進行分析與設計。 ^[1] 

對歐姆定律不適用的導體和器件 ，即電流和電壓不成正比的電學元件叫做非線性元件。非線性元件是一種通過它的電流與加在它兩端電壓不成正比的電工材料，即它的阻值隨外界情況的變化而改變。求解含有非線性元件的電路問題通常要藉助U-I圖像：在定性分析中，重點是掌握理論上的分析方法；而在定量計算中，一般求出的都只能是近似結果。 ^[1] 

定義：在實際生活中，常用縱座標表示電流I、橫座標表示電壓U，這樣畫出的I-U圖像叫做導體的伏安特性曲線。

某一個金屬導體，在温度沒有顯著變化時，電阻是不變的，它的伏安特性曲線是通過座標原點的直線，具有這種伏安特性的電學元件叫做線性元件。

歐姆定律是個實驗定律，實驗中用的都是金屬導體。這個結論對其它導體是否適用，仍然需要實驗的檢驗。實驗表明，除金屬外，歐姆定律對電解質溶液也適用，但對氣態導體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導體元件並不適用。也就是説，在這些情況下電流與電壓不成正比，這類電學元件叫做非線性元件。 ^[2] 

二極管伏安特性曲線加在PN結兩端的電壓和流過二極管的電流之間的關係曲線稱為伏安特性曲線。如圖1所示：

正向特性：u>0的部分稱為正向特性。

反向特性：u<0的部分稱為反向特性。

反向擊穿：當反向電壓超過一定數值U（BR）後，反向電流急劇增加，稱之反向擊穿。

勢壘電容：耗盡層寬窄變化所等效的電容稱為勢壘電容Cb。

變容二極管：當PN結加反向電壓時，Cb明顯隨u的變化而變化，而製成各種變容二極管。

平衡少子：PN結處於平衡狀態時的少子稱為平衡少子。

非平衡少子：PN結處於正向偏置時，從P區擴散到N區的空穴和從N區擴散到P區的自由電子均稱為非平衡少子。

擴散電容：擴散區內電荷的積累和釋放過程與電容器充、放電過程相同，這種電容效應稱為Cd。

結電容：勢壘電容與擴散電容之和為PN結的結電容Cj。 ^[2]