电路第17章 非线性电路简介.ppt

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1、第17章非线性电路简介§17.1非线性电路§17.2非线性电阻电路分析§17.3小信号分析方法电路理论下一页章目录返回上一页§17.1非线性电路一.非线性元件－R，L，C非线性元件：指元件参数随电压或电流的变化而变化1.非线性电阻i+u2）符号电路理论下一页章目录返回上一页1）定义：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。流控电阻：电阻两端的电压是其电流的单值函数。u=f(i)压控电阻：通过电阻的电流是其电压的单值函数。i=g(u)单调型电阻：伏安曲线单调增或减。既是流控

2、型又是压控型电阻。（如二极管）3）分类：u=f(i)i=g(u)电路理论下一页章目录返回上一页静态电阻:某一工作状态下，电压与电流的比值。动态电阻：某一工作状态下，电压对电流求导iuP4）参数：例：一非线性电阻u=100i+i3V,当i=10A时，求R和Rd；解：下一页章目录返回上一页电路理论2.非线性电容元件分类u=h(q)q=f(u)静态电容:动态电容：电压控制型电荷控制型3.非线性电感元件静态电感:动态电感：电路理论下一页章目录返回上一页三、非线性电路分析1、电路定理1）KVL，KCL仍然满足；2）元件端口特性（非线性）；2、分析方法1）图解法（非

3、线性解析法相对困难）；2）分段线性化；3）小信号分析法。电路理论下一页章目录返回上一页二、非线性电路含有非线性元件的电路称为非线性电路。§17.2非线性电阻电路的分析一、非线性电阻的串联i+++uiuo①若两电阻同为流控型：②若两电阻不同为流控型用图解法：画出串接各电阻的VCR曲线，在同一电流下将电压相加，便得到等效电阻的伏安特性曲线。可等效为一个流控型电阻。)()(21ififu+=电路理论下一页章目录返回上一页二、非线性电阻的并联iuoi+++ui1i2u1u2①若两电阻同为压控型：②若两电阻不同为压控型用图解法：画出并接各电阻的VAR曲

4、线，在同一电压流下将电流相加。便得到等效电阻的伏安特性曲线。等效为一个压控型电阻)()(21uhuhi+=思考：对既含有线性元件又含有非线性元件的混合电路如何分析？电路理论下一页章目录返回上一页三、含有理想二极管（idealdiode）的电路：理想二极管加有正向电压时导通相当于短路（电压为零），加有反向电压时截止相当于开路（电流为零），常称其为开关元件。DDDD电路理论下一页章目录返回上一页例：试绘出各电路的U~I关系曲线（D为理想二极管）。+U-IDUSR+-ID5VIU+U-ID15VIU5V15VIU0US电路理论四、含有非线性电阻元件电路的求解a

5、b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。线性含源电阻网络i+uabuiUsi(u)o其特性为一直线。ai+ubRi+Us曲线相交法负载线1.曲线相交法电路理论下一页章目录返回上一页+-例：用图解法示求电路中的电流i，其中213.0uui+=非线性电阻解：电路理论下一页章目录返回上一页2、非线性电阻电路的解析法：如果电路中的非线性电阻VCR可用函数表达式表示，则设出其电压、电流，当做电压源、电流源列出电路方程，再补列非线性电阻VCR求解。例：求图示电路中的电流i解法一：

6、回路法解法二：节点法电路理论下一页章目录返回上一页213.0uui+=非线性电阻3、非线性电阻电路的折线法：用解析法分析非线性电阻电路，需要将元件的伏安关系用确切的函数表达式描述出来，这一方面比较困难，另一方面也难以求解。分段线性近似法（piecewiselinearapproximationmethod）通常称为折线法。是将非线性元件特性曲线近似地用若干条直线段表示，在每一个区段可以用戴维南（诺顿）等效电路替代（线段的斜率为R，延长线与U轴交点为UOC与I轴交点为ISC），进一步用线性电路分析方法求解。注意：虚工作点。电路理论下一页章目录返回上一页解法

7、三：戴维南定理：将非线性电阻以外的部分等效为有伴电压源，列出KVL方程，补充非线性电阻的VCR求解。工程上，非线性电阻电路除了作用直流电源外，往往同时作用有时变电源，因此在非线性电阻的响应中除了有直流分量外，还有时变分量。例如：半导体放大电路中，直流电源是其工作电源，时变电源是要放大的信号，它的有效值相对于直流电源小得多（10-3），一般称之为小信号（small-sigal）。对含有小信号的非线性电阻电路的分析在工程上是经常遇到的。§17.3小信号分析方法解法：小信号分析法，即“工作点处线性化法”。例：图示电路在电流电源Us1和交流电源us2作用下，求u

8、，i。已知i=g(u)，)t(uUs2s1>>++iuRSuS2(t)US1