电路分析基础 教学课件 作者 卢秉娟 第10章.ppt

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1、第10章非线性电阻电路10.1非线性电阻元件10.2非线性电阻电路的图解法10.3非线性电阻电路的小信号分析法10.1非线性电阻元件从严格意义上说，实际电路都具有非线性特征，只是非线性的程度不同而已。非线性电阻电路:含有非线性电阻元件的电路。非线性电阻元件以下简称为非线性电阻。因为非线性电阻的电压和电流不成正比，所以欧姆定律不适用，叠加定律也不适用。分析非线性电阻电路的基本依据仍然是基尔霍夫定律和元件的电压电流关系。非线性电阻的电压电流关系一般用伏安特性曲线表示。线性电阻的电阻值是一个常数，所以线性电阻的伏安特性曲线在u-i平面上是通过坐标原点的一条直线.非

2、线性电阻的电阻值不是一个常数,它的电压电流关系为某种特定的非线性函数关系，一般用伏安特性曲线表示。10.1.1非线性电阻的伏安特性曲线非线性电阻的图形符号如图10-1所示:图10-1非线性电阻分类:根据非线性电阻的伏安特性曲线与其电压或电流方向的不同,将非线性电阻分为双向性和单向性两类.双向性非线性电阻的伏安特性曲线对称于坐标原点，即它的电阻与其两端电压的极性或通过电流的方向无关。白炽灯中的钨丝就具有这样的伏安特性。单向性非线性电阻的伏安特性曲线与其电压或电流的方向有关，分为电流控制型,电压控制型和单调型三种非线性电阻。电流控制型非线性电阻:这种电阻两端电压

3、是其电流的单值函数。电压控制型非线性电阻:这种电阻通过的电流是其两端电压的单值函数。单调型非线性电阻:这种电阻的伏安特性曲线是单调增长或单调下降的，它既是电流控制型又是电压控制型。半导体二极管就具有这种特性，其伏安特性曲线如图10-4所示。图10-4因为非线性电阻的伏安特性曲线是非线性的，电阻不再是一个常数，而是随着电压和电流的变化而变化，所以引用静态电阻和动态电阻的概念。10.1.2非线性电阻中的概念1.静态电阻非线性电阻的静态电阻R等于工作点处的电压u与电流i之比，即如图10-4所示伏安特性曲线中，Q点的静态电阻正比于。2.动态电阻非线性电阻的动态电阻等

4、于工作点处的电压u对电流i的导数，即如图10-4所示伏安特性曲线中，Q点的动态电阻正比于。静态电阻和动态电阻一般不相等。图解法:依据基尔霍夫定律和元件的电压电流关系，通过作图求解电路的一种方法。10.2非线性电阻电路的图解法当非线性电阻的伏安特性以曲线的形式给出时，用图解法解题比较简便直观，且容易进行定性判断。当非线性电阻的伏安特性以函数表达式的形式给出时，则适用于解析法。图解法和解析法是分析计算非线性电阻电路的两类常用方法。图解法又分曲线相加法和曲线相交法。曲线相加法:利用非线性电阻的伏安特性曲线，通过逐点相加得到等效非线性电阻的伏安特性曲线的一种图解法.

5、曲线相加法适用于非线性电阻的串联或并联电路。10.2.1曲线相加法非线性电阻的串联伏安特性曲线用逐点描绘的方法得到。即将同一电流值下两个非线性电阻伏安特性曲线上的两个电压值相加，得到等效非线性电阻伏安特性曲线上一点。这样逐点描绘得到等效非线性电阻的伏安特性曲线。当已知外加电压（电流）时，从等效伏安特性曲线上就可以得到串联电路的电流（电压），同时也得到每个电阻的电压和电流。1.非线性电阻的串联非线性电阻的并联伏安特性曲线也可用逐点描绘的方法得到。即将同一电压值下两个非线性电阻伏安特性曲线上的两个电流值相加，得到等效非线性电阻伏安特性曲线上一点。这样逐点描绘得到

6、等效非线性电阻的伏安特性曲线。当已知外加电流（电压）时，从等效伏安特性曲线上就可以得到并联电路的电压（电流）,同时也得到每个电阻的电流和电压。1.非线性电阻的并联上述曲线相加法可以推广到多个非线性电阻的串联或并联电路。注意，当非线性电阻串联或并联时，只有所有电阻的控制类型相同时，才有可能得到等效电阻伏安特性的函数表达式。但用图解法不难得到等效非线性电阻的伏安特性。当电路除了含有电源和线性电阻外，还含有一个非线性电阻时，可以先将非线性电阻以外的线性二端网络等效成戴维南等效电路，再用曲线相交法求解该电路。因为电路的解是由非线性电阻的伏安特性曲线与负载线的交点得到

7、的，所有这种图解法称为曲线相交法。10.2.1曲线相交法例:如图10-8a所示为晶体管电路，其电路模型如图10-8b所示，已知=5V,。当基极电流时，晶体管的伏安特性曲线如图10-8c所示，求晶体管的电流与电压。图10-8b解:对图10-8b所示电路，将电压源和电阻串联的电路看作一个二端网络，根据KVL，得二端网络的外特性方程为:它在u-i平面上是如图10-8c所示的一条直线。基极电流时，直线与晶体管的伏安特性曲线的交点Q，即为所求的静态工作点。由图可知三极管的电流与电压分别为=2.05mA,=3.2V还可求出Q点的静态电阻，即10.3非线性电阻电路的小信号

8、分析法对电子电路中的非线性电阻电路，常常采用小信号分