ch14非线性电阻电路修改稿ppt课件.ppt

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1、第14章非线性电路1非线性电路元件（R,L,C的基本特性)2分析非线性电阻电路的图解法（图解法）3分段线性化方法（近似法）4小信号分析法（近似法）6求解自治电路的分段线性法5非线性动态电路状态方程的列写重点14.1非线性电路元件1.非线性电阻元件线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。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。iuPuiuiR(1)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

2、直线。(a)非线性电阻元件的图形符号与伏安函数关系:（2）非线性电阻元件电阻两端电压是其电流的单值函数。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。ui0(c)流控型电阻压控电阻的伏安特性呈“N”型。隧道二极管(单极晶体管)具有此伏安特性。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)。电阻两端电流是其电压的单值函数。ui0(d)压控型电阻“S”型和“N”型电阻的伏安特性均有一段下倾段，在此段

3、内电流随电压增大而减小。ui0ui0u、i关系具有方向性。PN结二极管具有此特性。u、i一一对应，既是压控又是流控。0uiuiPu+i伏安特性单调增长或单调下降。(e)单调型电阻其伏安特性可用下式表示：其中：Is-------反向饱和电流(常数)0uiuiP(3）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(2)对“S”型、“N”型非线性电阻，下倾段Rd为负，因此，动态电阻在这些阶段具有“负电阻”性质。(1)P点位置不同时，Rs与Rd均变化。说明:(1)非线性电容元件的库伏特性遵循某种特定的非线性函数

4、关系。其库伏特性不是过原点的直线。q=f(u)u=h(q)(2)非线性电容元件的图形符号与库伏函数关系:2.非线性电容元件（4）非线性电容的静态电容Cs和动态电容Cd静态电容:动态电容:uqP（1）非线性电感元件的韦安特性遵循某种特定的非线性函数关系。其韦安特性不是过原点的直线。i=f(Ψ)Ψ=h(i)（2）非线性电感元件的图形符号与韦安函数关系3.非线性电感元件（4）非线性电感的静态电感Ls和动态电感Ld静态电感:动态电感:iΨP（5）非线性电感的韦安特性曲线非线性电感亦有单调型，但大多数实际非线性电感元件都包含由铁磁材料

5、所做成的铁心，由于铁磁材料存在磁滞现象，因此对应的韦安特性曲线都具有如图所示的回线形式。这种电感既不是链控型也不是流控型非线性电感。14.2分析非线性电阻电路的图解法1.简单串并联非线性电阻电路的图解法i+++u1.1非线性电阻的串联列写KVL方程和KCL方程：代入伏安特性方程两个流控非线性电阻的串联，其伏安特性方程分别为：uio在每一个i下，用图解法求u，将一系列u、i值连成曲线即得串联等效非线性电阻的伏安特性曲线:两个流控非线性电阻串联的等效非线性电阻仍为流控非线性电阻。结论1.2非线性电阻的并联i+++ui

6、1i2u1u2两个压控非线性电阻的并联，其伏安特性方程分别为：列写KCL方程和KVL方程：代入伏安特性方程在每一个u下，用图解法求i，将一系列i、u值连成曲线即得并联等效非线性电阻的伏安特性曲线：如果串、并联电路由压控型非线性电阻和流控型非线性电阻构成，则等效非线性电阻的伏安特性既可能是电压的多值函数也可能是电流的多值函数，此时等效电阻既不是压控型也不是流控型的，但其伏安特性曲线仍然可用上述方法作图得到。iuo结论两个压控非线性电阻并联的等效非线性电阻仍为压控非线性电阻。特别地，2.非线性电阻电路静态工作点的图解法a线性含源

7、电阻网络i+ub（1）ab以左部分为线性电路，其其特性为经过点A、B的一条直线。关系为RU0R0b+u+aiuiU0oABi=f(u)（2）ab右边为非线性电阻，其伏安特性为两曲线如图所示。交点坐标即为所求解答。14.3分段线性化方法将非线性电路元件的特性曲线进行分段线性化处理后，将非线性电路的求解过程分成若干个线性区段来进行。对每一个线性区段，确定出对应的等效电路后，就可应用线性电路的分析方法求解，从而求得非线性电路的近似解。特点举例如图所示N形曲线是隧道二极管的伏安特性曲线，该曲线可用图中三段直线OA,AB和BC来

8、近似替代。各段直线的斜率为电路工作在该直线段内时的动态电导，分别记为:因此，在每个直线段内，隧道二极管的伏安特性可用一个相应的线性电路的伏安特性来等效。三个直线段的情况具体分析如下（1）在OA段工作时隧道二极管相应的等效线性电路因此，可以用上面所示的线性电导来等效。时近似有：OA段的等效电