电路分析基础 教学课件 作者 毕淑娥 第13章.ppt

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1、第13章非线性电阻电路分析内容提要本章主要介绍非线性电阻元件的伏安特性、非线性电阻电路的分析方法。13.1非线性电阻元件13.3小信号分析法13.2非线性电阻电路的图解法13.1非线性电阻元件非线性电路可以分为两大类：非线性电阻电路，用一组非线性函数方程描述；非线性动态电路，由非线性微分方程描述。非线性元件：电路元件上的电压、电流约束关系为非线性的。非线性电路：含有非线性元件的电路。13.1.1伏安特性若一个二端电阻元件的电压电流约束关系满足非线性函数，则称该元件为非线性电阻元件，其图形符号如图a所

2、示。13.1.2静态电阻与动态电阻静态电阻动态电阻静态电阻又称直流电阻；动态电阻又称为交流电阻，P点称为电路的工作点。13.2非线性电阻电路的图解法非线性电路的分析是根据KCL和KVL，借助于非线性元件的伏安特性曲线，用作图方法求解电路，即为图解法。图解分析法是分析非线性电阻电路的常用方法之一。13.2.1非线性电阻的串联【例13.1】图a为一线性电阻与一理想二极管的串联电路，它们的伏安特性分别为、相应如图b、c所示。试绘出这一串联等效电路的特性曲线。【解】用图解法可求得等效电路的伏安特性如图d所示。

3、可以看出，此伏安特性的特点是由两段直线构成。实际中常用这种分段线性化的伏安特性替代实际半导体二极管的伏安特性。13.2.2非线性电阻的并联【例13.2】求图a所示电路的等效伏安特性其中R为线性电阻。13.2.3图解法首先将给出线性电阻电路部分的戴维宁等效电路，并画出其伏安特性曲线，如图b所示；然后画出非线性电阻元件的伏安特性曲线，两条曲线的交点即为电路的静态工作点，如图c所示。【例13.3】已知电路如图a所示，非线性电阻的伏安关系为，求和。【解】(1)将图a分为线性电阻电路和非线性电阻元件两部分，如图

4、b所示。(2)求出线性电阻电路部分的戴维宁等效电路，如图c所示。(3)画出线性电阻电路部分的伏安特性曲线，然后在同一坐标上画出非线性电阻的特性曲线，得到两个工作点(-20V，32A)和(0.769V，0.846A)。但工作点(-20V，32A)不合题意，应舍去，如图d所示。13.3小信号分析法非线性电路在时变信号激励下，如果信号的变化幅度足够小，使非线性特性在工作的一小段范围内可以用它的切线来近似，则交流非线性电路可以用线性方法近似分析，这种方法称为交流小信号分析法。【例13.4】图a所示电路中，已知

5、，，，非线性电阻为压控电阻，即。试求静态工作点，在工作点附近由产生的和，以及电压和电流。【解】利用小信号分析法求解。首先求静态工作点。在图b电路中，列出结点N的KCL方程，即代入非线性电阻的特性方程和已知数据并整理得求得静态工作点为，，如图d中P点所示。静态工作点处的动态电导为最后求得和，即第13章结束