Что такое отрицательное сопротивление

Я слышал, как некоторые говорят немного об отрицательном сопротивлении, но я никогда не понимал этого. Что такое отрицательное сопротивление?

Отрицательные сопротивления - это поведение, при котором ток и напряжение обратно пропорциональны друг другу. Нормальная цепь с резистором по закону Ома имеет падение тока, когда напряжение уменьшается. В случае отрицательного сопротивления ток увеличивается с падением напряжения.

Практически нет ничего как отрицательного резистора. Его поведение на графике VI, где есть отрицательный наклон, и работа в этом регионе даст вам поведение отрицательного сопротивления.

На этом графике ниже вы можете видеть область, где элемент демонстрирует отрицательное поведение сопротивления.

Я думаю, что туннельные диоды и некоторые другие виды диодов демонстрируют такое поведение.

Чтобы понять отрицательное сопротивление, начните с того, что такое сопротивление на самом деле. Для любого нормального (положительного) сопротивления это мера того, какое напряжение накапливается на резисторе в зависимости от известного тока. Это именно то, что описывает закон Ома:

  R = V / I

Или положить в общие единицы:

  Ω = V / A

Другими словами, Ом - это один вольт на ампер. Если вы пропустите 1 А через резистор, и это приведет к тому, что через резистор будет 3 Вольт, то у вас будет резистор 3 Ом.

Отрицательное сопротивление ничем не отличается, только знак сопротивления отрицательный. Если вы установите 1 А через резистор -3 Ом, вы получите -3 В. Причина, по которой это может показаться неинтуитивным, заключается в том, что эти вещи не существуют в природе. Я помню, как профессор Гиссер в колледже объяснял отрицательное сопротивление. Он закончил, сказав: «У меня есть их банка в моем офисе. Вы можете прийти позже и посмотреть, если хотите». Затем огляделся и увидел, кто смеялся. Удивительно, но было несколько человек, которые сидели там с пустыми взглядами, задаваясь вопросом, что же такого смешного.

Чтобы понять, почему эти вещи не существуют естественным образом, рассмотрим передачу власти. Мощность в нагрузке - это напряжение через нее, умноженное на ток через него. Обратите внимание, что при отрицательном сопротивлении напряжение и ток имеют противоположные знаки. Это означает, что когда вы прикладываете напряжение к отрицательному сопротивлению, мощность в нем становится отрицательной, что является еще одним способом сказать, что он вырабатывает энергию, а не рассеивает ее. Если вы положите -100 Ом на батарею 2,2 В, то 22 мА, которые будут течь, будут заряжать батарею, а не разряжать ее. Отрицательное сопротивление источников питания.

Умная схема может эмулировать отрицательные резисторы, ограниченные определенным диапазоном напряжения и тока. Эта схема всегда запитана, и то, что с ней связано, получит часть этой мощности.

Есть пассивные устройства, которые, как говорят, демонстрируют отрицательное сопротивление, но на самом деле происходит то, что наклон Вольт как функция кривой Ампер является отрицательным в некоторой области. Фактическая величина все еще остается положительной, что является еще одним способом сказать, что Вольт как функция кривой Амперса остается в первом и третьем квадрантах (где устройство поглощает энергию вместо ее получения). Некоторые типы диодов и основание однопереходного транзистора демонстрируют отрицательный наклон по некоторой части их V / A-отклика. Их иногда называют устройствами с отрицательным сопротивлением, хотя это относится только к их наклону в ограниченном диапазоне.