电流-电压特性曲线

电流-电压特性曲线简介

厄利效应（英语：Early effect），又译厄尔利效应或译欧莱效应，也称基区宽度调制效应，是指当双极性晶体管（BJT）的集电极－发射极电压V_CE改变，基极－集电极耗尽宽度W_B-C（耗尽区大小）也会跟着改变。此变化称为厄利效应，由詹姆斯·M·厄利（James M. Early）所发现。

电流-电压特性曲线现象

有效中性基区为绿色，基区相邻的耗尽区为画有阴影的淡绿色，中性发射区和集电区为深蓝色，集电区相邻的耗尽区为画有阴影的淡蓝色。从图1中可以看到，若集电极－基极反向偏置增大，则基区相邻的耗尽区越宽，中性基区越窄。

在反向偏置电压的作用下，集电区相邻的耗尽区也会变宽，宽度超过基区相邻的耗尽区，因为集电区掺杂低。中性区和耗尽区的宽度的和要保持不变，因为二者符合电中和原理。集电区变窄不会产生非常大的影响，因为其宽度远大于基区。发射极－基极结不会发生变化，因为电压不变。

基区变窄对于电流的影响有以下两方面：

• 由于基区变得更窄，电子与空穴复合的可能性更小。

• 若穿过基区的电荷梯度增加，那么注入基区的少子电流会增加。

若集电区电压升高，以上因素都会使集电区或晶体管的输出电流增大，如图1所示的BJT输出特性曲线。特性曲线中电压较大时的切线进行反向外推，其延长线与电压轴相交，在电压轴上截得的负截距称为厄利电压（Early voltage），记为V_A。

在电路学里，欧姆定律（Ohm's law）表明，导电体两端的电压与通过导电体的电流成正比，以方程表示，

虽然导电体是由导电物质组成，导电体也具有微小的电阻。对于任意导电体、电阻器、电路元件、电路等等，电阻的定义方程为：

不论电流、电压为何，电阻定义为电压除以电流。在欧姆定律里，电阻与电流、电压无关。并不是每一种元件都遵守欧姆定律。欧姆定律是经过多次实验而推断的法则，只有在理想状况下，才会成立。凡是遵守欧姆定律的元件或电路都称为“欧姆元件”或“欧姆电路”或“欧姆式导体”，其电阻与电流、电压无关；不遵守欧姆定律的元件或电路称为“非欧姆元件”或“非欧姆电路”或“非欧姆式导体”，其电阻可能会与电流、电压有关。

欧姆定律是因德国物理学家格奥尔格·欧姆命名。于1827年，在他发表的一本通论《直流电路的数学研究》（The galvanic Circuit investigated mathematically）里，他详细的论述简单电路两端的电压与流动于电路的电流之间的关系。他所论述的关系比较复杂，稍后会有更详细说明。上述方程乃是欧姆定律的现代版本。

对于电阻物质或导电物质，欧姆定律可以推广为：

遵守欧姆定律的物质，称为“欧姆物质”，其电阻率

电流-电压特性曲线是表示通过电子仪器的直流电电流与仪器终端直流电电压两者之间的关系，电机工程人员透过这些图表去确定仪器的基本参数及电路的特性，他们常称这些图表作“I-V表”。

一颗晶体管的跨导性及厄尔利电压，除可透过使用实验室中的示波器量度外，也可使用这些图表找出，因此这是I-V表的应用例子之一。

在I-V表的众多应用中，以查找电阻的有关数值最为简单。根据欧姆定律，在大多数的情况下，电阻的电压与电流的数值成正比，因此I-V图呈直线。只有在电阻使用某种物料或在某个温度环境下，方会出现非直线图表。

太阳能电池可以输出的最大功率和环境之间有复杂的关系 。形状因子定义为太阳能电池的最大功率，除以开路电压V_oc和短路电流I_sc乘积后的比值。在计算中常用形状因子来估计光伏电池在一定条件下可以产生的最大功率

在一定的操作条件下，电池会有一个工作点，其电流（I）及电压（V）的乘积（电功率）会是最大值。此数值会对应特定的电阻，依欧姆定律会等于

若太阳能电池的负载阻抗等于上述值的倒数，此时可以从太阳能电池中输出最大的功率。有时此数值也称为太阳能电池的“特征阻抗”，此数值是一个动态的量，和日照程度、温度及太阳能电池的寿命有关。若电阻小于或大于此数值，所抽取的功率都会小于最大功率，因此太阳能电池就没有在最理想、最有效率条件下运作。最大功率点追踪会用几种不同的控制电阻或是逻辑来找到最大功率点，使转换器可以从太阳能电池中抽取最大的功率。

蓄电池的充电特性曲线依赖于自身的种类和结拘、荷电状态与新旧程度.充电的电流值或电压值以及电解液的浓度和温度。有些情况r充电特性曲线指的是充电时充电电压与充电电流的关系曲线: