电路分析基础课件(周围主编)第09章

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1、第九章第九章第九章第九章第九章第九章第九章简单非线性电阻电路分析简单非线性电阻电路分析简单非线性电阻电路分析简单非线性电阻电路分析简单非线性电阻电路分析简单非线性电阻电路分析简单非线性电阻电路分析简单非线性电阻电路分析9.19.19.1含一个非线性电阻元件电路的分析9.29.29.2非线性电阻的串联、并联和混联9.39.39.3含理想二极管电路的分析9.49.49.4小信号分析9.19.19.19.1含一个非线性电阻元件电路的分析含一个非线性电阻元件电路的分析含一个非线性电阻元件电路的分析含一个非线性电阻元件电路的分析��1.1.1.1.非线性电阻元件非线性电阻元件非线性电阻

2、元件非线性电阻元件非线性电阻元件在第一章1.3节中已讨论了线性电阻。它遵循欧姆定律u(t)=Ri(t)，其伏安特性曲线是一条经过坐标原点的直线，电阻值可由直线的斜率来确定，是一个常数。不能用欧姆定律来定义的电阻称为非线性电阻，非线性电阻的阻值随着电压或电流的大小甚至方向的改变而改变，不是常数。其伏安特性曲线不再是通过坐标原点的直线，而是一条曲线。非线性电阻的电路符号及特性曲线如图9-1所示。由图9-1(b)可看出，端电流i与端电压u之间是单值函数关系，可以写成i=f(u)或u=g(i)图9-1非线性电阻��2.2.2.2.非线性电阻电路解析法非线性电阻电路解析法非线性电阻电路

3、解析法非线性电阻电路解析法非线性电阻电路解析法对于含一个非线性电阻元件的电路，我们可以把它分成两个单口网络。一个单口网络为电路的线性部分；另一单口网络则为电路的非线性部分，由一个非线性电阻元件构成。��3.3.3.3.非线性电阻电路图解法非线性电阻电路图解法非线性电阻电路图解法非线性电阻电路图解法非线性电阻电路图解法一般来说，求非线性方程的解析解是比较困难的。通常，非线性电阻的伏安关系i=f(u)用曲线表示，我们可用图解法求解u和i。图解法的依据是：解析几何中两曲线相交，其交点便是所求的解答。以此方式来得到非线性电阻电路的解。图解法是求解非线性方程组的重要方法之一。9.29.

4、29.29.29.2非线性电阻的串联、并联和混联非线性电阻的串联、并联和混联非线性电阻的串联、并联和混联非线性电阻的串联、并联和混联对于含多个非线性电阻的电路，如果该电路可按图9-9分解为线性单口网络和非线性单口网络两部分，且非线性单口网络由非线性电阻(也可包含若干线性电阻)按串联、并联或混联方式构成，则仍可按9.1中所述方法进行分析。关键在于求得非线性单口网络端口的伏安特性。图9-9网络N分解为两个单口网络对于含非线性电阻并联的电路，也可作类似的处理。设电路如图9-11(a)所示，两个非线性电阻的伏安特性曲线如图9-11(b)中曲线R1，R2所示。图9-11两个非线性电阻的

5、并联由KCL有i=i1＋i2根据并联电路的特点有u=u1=u2因此，只要对每一给定的电压值u，将它在R1和R2特性曲线上所对应的电流值i1和i2相加(即沿i轴相加)，便可得到并联后的特性曲线，如图9.11(b)中粗线所示。这条曲线也就是并联等效电阻的特性曲线。9.39.39.39.39.39.39.39.3含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析��1.1.1.1.理想二极管的伏安特性理想二极管的伏安特性理想二极管的伏安特性理想二极管的伏安特

6、性理想二极管的伏安特性如果一个二端的非线性电阻在u-i平面上的特性曲线由负u轴和正i轴这样的两直线段组成，则称之为理想二极管。理想二极管的电路符号及其伏安特性曲线如图9-14所示。图9-14理想二极管及其伏安特性曲线��2.2.2.2.含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析含理想二极管电路的分析分析含理想二极管的电路时，关键在于确定二极管是正向偏置(导通)还是反向偏置(截止)。如属前一情况，则二极管以短路线代替；如属后一情况，则二极管以开路代替。代替后便可得到一个线性电阻电路，易于求解。分析含理想二极管的电路时，戴维南定理是一

7、个十分有用的分析工具，毋需使用图解方法。��3.3.3.3.转移特性曲线的求取转移特性曲线的求取转移特性曲线的求取转移特性曲线的求取转移特性曲线的求取描述电路响应与激励之间关系的曲线称为转移特性曲线。在这里，激励源是电压或电流，响应也可以是电压或电流。只要求得了电路的转移特性曲线，就可求得在某一输入波形下的输出波形。9.49.49.49.49.49.49.49.4小小小小小小小小信信信信信信信信号号号号号号号号分分分分分分分分析析析析析析析析前面用分段线性化模型(如理想二极管)来近似地表征某些非线性元件