第5章 非线性电阻电路10.ppt

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1、第5章非线性电阻电路(NonlinearResistance-Circuit)非线性电阻简单非线性电阻电路的分析小信号分析法重点:12.特点：5.1非线性电阻(NonlinearResistance)3.电路符号：1.定义：VCR遵循某种特定的非线性函数关系。（1）VCR为u-i平面过原点的曲线；（2）u和i不满足欧姆定律；（3）VCR曲线斜率是变化的。iu0+ui2p-n结二极管（diode）pn+-uiVCR:UI(mA)(μA)例1IS为一常数，称为反向饱和电流；UT=kT/q,室温下，

2、UT=40V。p-n结二极管具有单向导电性整流。34.分类：流控型如:充气二极管ui0压控型如:隧道二极管ui0单调型或双控型如:p-n结二极管ui0理想二极管41)当i=2A时：2)当i=2sin(314t)A时：u=206sin(314t)-2sin(942t)V3)当i=2+2sin(314t)A时：u=208+206sin(314t)-2sin(942t)+12+24sin(314t)-12cos(942t)V4)当i=10mA时：u=1+10-6≈1V5.非线性电阻电路特点：例:2

3、)不满足叠加性；+ui1)具有变频作用；3)输入小信号时非线性电阻近似为线性电阻。u=208V56.静态电阻和动态电阻动态电阻：静态电阻：（Uo，Io）:工作点UoIo65.2简单非线性电阻电路的分析（1）元件特性的约束伏安关系（VCR）（2）结构约束（拓扑约束）基氏定律(KCL、KVL)1.电路中电压、电流受到的约束2.适用的分析方法及电路定理（1）回路法（网孔法）、结点法只是列写的方程是非线性的。（2）特勒根定理、替代定理叠加定理?戴维宁定理？73.非线性电阻的串、并联i++

4、+u（1）串联：将同一电流下电压相加iuo若两个电阻为流控型，串联等效伏安关系：若有一个电阻为压控型，串联等效VCR写不出来。8（2）并联：若两个电阻为压控型，并联等效伏安关系：若有一个电阻为流控型，并联等效VCR写不出来。i+++ui1i2u1u2同一电压下将电流相加iuo9IscUocQUQIQ非线性电阻：i=g(u)电路线性部分：u=uoc–R0iQ（UQ，IQ）：静态工作点（解点）4.仅含一个非线性电阻的电路iRabu+_+–uocR0图解法i=g(u)AB10已知ab端口的VCR

5、如右图,求:U和I。24420i(mA)u(v)求A外其它支路的响应？Q例22K2KUab+–IA2mAU=2.4V，I＝0.8mA用替代定理0.8mA11基尔霍夫定律对非线性电路仍适用；几点说明对于非线性电阻电路，列出的方程是一组非线性代数方程，可利用计算机应用数值法来求解。对简单非线性电阻电路可用图解法进行分析。所谓图解法就是求负载线与非线性电阻伏安特性曲线交点的方法。125.3小信号分析法小信号分析法是一种“局部线性化”的分析方法，是工程上用来分析非线性电路的重要方法。+iuRSU0uS

6、(t)+直流激励U0随时间变化的小激励us（t）静态工作点Q小信号分析法基本思想：在工作点Q附近，将非线性元件线性化，以得到小信号激励下的线性电路，再用分析线性电路的方法进行分析、计算。13U0为直流电压源（偏置）；为交流小信号电源；R0为线性电阻；非线性电阻i=g(u)任何时刻U0>>uS(t)求u(t)和i(t)。+iuR0U0uS(t)+例314第一步：令us(t)=0，确定静态工作点Q；Q(UQ，IQ)即为静态工作点,表示电路只有直流电压源单独作用时的工作情况。i=g(u)U0=

7、R0i+uIQ、UQ满足iui=g(u)IQUQU0U0/R0QIQUQ+R0U0图解法uS(t)+15第二步：U00，uS(t)0∵uS(t)<

8、IQ+i18小信号分析法总结:1、小信号分析法常用于电子电路分析中，误差在工程计算范围内;2、小信号分析法的使用条件：Q点附近线性度好且;3、小信号分析法的应用步骤：确定静态工作点Q(UQ,IQ)；确定非线性电阻在Q处的动态电阻（电导）,画出小信号等效电路,得到Δu和Δi；叠加：u=UQ+Δu,i=IQ+Δi。19已知:小信号激励is(t)=0.5costA，直流电流源I0=10A,R0=1/3Ω，非线性电阻伏安关系为：求：工作点Q处由小信号所产生的电压和电流。例4+iuR0I0iS(t)2