YH电路分析第05章非线性电阻电路.ppt

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1、第5章非线性电阻电路5.1非线性电阻的伏安特性5.2非线性电阻的串联、并联电路5.3非线性电阻电路的方程5.1非线性电阻的伏安特性一、线性电阻元件电阻值大小与u、i无关（R为常数），其伏安特性为一过原点的直线。线性电阻的u、i关系与方向无关。u、i关系符合欧姆定律。iuPuiuiR二、非线性电阻元件非线性电阻元件的伏安特性不满足欧姆定律，而遵循某种特定的非线性函数关系。其阻值大小与u、i有关，伏安特性不是过原点的直线。u=f(i)i=g(u)非线性电阻元件的图形符号与伏安函数关系:流控电阻压控电阻单调型电阻+ui非线性电阻元件分类1流控电

2、阻：电阻两端电压是其电流的单值函数。ui0对每一电流值有唯一的电压与之对应，对任一电压值则可能有多个电流与之对应(不唯一)。某些充气二极管具有类似伏安特性。流控电阻的伏安特性呈“S”型。2压控电阻：电阻电流是其电压的单值函数。对每一电压值有唯一的电流与之对应，对任一电流值则可能有多个电压与之对应(不唯一)。隧道二极管(单极晶体管)具有此伏安特性。压控电阻的伏安特性呈“N”型。ui0“S”型和“N”型电阻的伏安特性均有一段下倾段，在此段内电流随电压增大而减小。ui0ui03单调型电阻：伏安特性单调增长或单调下降。u、i一一对应，既是压控又是流控

3、。PN结二极管具有此特性。u、i关系具有方向性。u+i0uiuiP其伏安特性可用下式表示：其中：Is——反向饱和电流(常数)q——电子电荷，1.61019Ck——玻尔兹曼常数，1.381023J/KT——热力学温度（绝对温度）u可以用i表示i可以用u表示一一对应三、非线性电阻的静态电阻Rs和动态电阻Rd静态电阻动态电阻iuP说明：(1)静态电阻与动态电阻不同，它们都与工作点有关。当P点位置不同时，Rs与Rd均变化。(2)Rs反映了某一点时u与i的关系，而Rd反映了在某一点u的变化与i的变化的关系，即u对i的变化率。(3)对“S”型

4、、“N”型非线性电阻，下倾段Rd为负，因此，动态电阻具有“负电阻”性质。用图解法分析含一个非线性元件的电阻电路：负载线法特例：非线性电阻电路中只含有一个理想二极管时，利用戴维南定理分析理想二极管状态（正向偏置或反向偏置），不许使用图解法含有一个非线性电阻元件电路的求解ab以左部分为线性电路，化为戴维南等效电路，其u、i关系为ab右边为非线性电阻，其伏安特性为i=f(u)，i(u)曲线如图。两曲线交点坐标即为所求解答。线性含源电阻网络i+uabuiUsi(u)o其特性为一直线。ai+ubRi+Us理想二极管特性：正向偏置时，等效于闭合的开

5、关短路电阻为零反向偏置时，等效于打开的开关开路电阻为无限大u+i0uiu<0，i=0i>0,u=0例5-4例：一非线性电阻(1)分别求i1=2A，i2=2Sin314tA，i3=10A时对应电压u1，u2，u3；例：一非线性电阻(2)设u12=f(i1+i2)，问是否有u12=u1+u2？(3)若忽略高次项，当i=10mA时，由此产生多大误差？5.2非线性电阻的串联、并联电路一、非线性电阻的串联在每一个i下，图解法求u，将一系列u、i值连成曲线即得串联等效电阻(仍为非线性)。i+++uiuo二、非线性电阻的并联同一电压下将电流相加。i

6、uoi+++ui1i2u1u25.3非线性电阻电路的方程列写方程的依据：KCL、KVL、元件伏安特性。一、节点电压方程的列写(非线性电阻为压控电阻)G1、G2为线性电导，非线性电阻为压控电阻++++则节点方程为++++二、回路电流方程的列写(非线性电阻为流控电阻)非线性电阻特性:即为所求回路电流方程+++R1u1i1R2u2i2i3il1il2