電路分析基礎(chǔ) 教學(xué)課件 作者 畢淑娥 第13章.ppt

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1、第13章非線性電阻電路分析內(nèi)容提要本章主要介紹非線性電阻元件的伏安特性、非線性電阻電路的分析方法。13.1非線性電阻元件13.3小信號(hào)分析法13.2非線性電阻電路的圖解法13.1非線性電阻元件非線性電路可以分為兩大類：非線性電阻電路，用一組非線性函數(shù)方程描述；非線性動(dòng)態(tài)電路，由非線性微分方程描述。非線性元件：電路元件上的電壓、電流約束關(guān)系為非線性的。非線性電路：含有非線性元件的電路。13.1.1伏安特性若一個(gè)二端電阻元件的電壓電流約束關(guān)系滿足非線性函數(shù)，則稱該元件為非線性電阻元件，其圖形符號(hào)如圖a所

2、示。13.1.2靜態(tài)電阻與動(dòng)態(tài)電阻靜態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻靜態(tài)電阻又稱直流電阻；動(dòng)態(tài)電阻又稱為交流電阻，P點(diǎn)稱為電路的工作點(diǎn)。13.2非線性電阻電路的圖解法非線性電路的分析是根據(jù)KCL和KVL，借助于非線性元件的伏安特性曲線，用作圖方法求解電路，即為圖解法。圖解分析法是分析非線性電阻電路的常用方法之一。13.2.1非線性電阻的串聯(lián)【例13.1】圖a為一線性電阻與一理想二極管的串聯(lián)電路，它們的伏安特性分別為、相應(yīng)如圖b、c所示。試?yán)L出這一串聯(lián)等效電路的特性曲線。【解】用圖解法可求得等效電路的伏安特性如圖d所示。

3、可以看出，此伏安特性的特點(diǎn)是由兩段直線構(gòu)成。實(shí)際中常用這種分段線性化的伏安特性替代實(shí)際半導(dǎo)體二極管的伏安特性。13.2.2非線性電阻的并聯(lián)【例13.2】求圖a所示電路的等效伏安特性其中R為線性電阻。13.2.3圖解法首先將給出線性電阻電路部分的戴維寧等效電路，并畫出其伏安特性曲線，如圖b所示；然后畫出非線性電阻元件的伏安特性曲線，兩條曲線的交點(diǎn)即為電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，如圖c所示?！纠?3.3】已知電路如圖a所示，非線性電阻的伏安關(guān)系為，求和。【解】(1)將圖a分為線性電阻電路和非線性電阻元件兩部分，如圖

4、b所示。(2)求出線性電阻電路部分的戴維寧等效電路，如圖c所示。(3)畫出線性電阻電路部分的伏安特性曲線，然后在同一坐標(biāo)上畫出非線性電阻的特性曲線，得到兩個(gè)工作點(diǎn)(-20V，32A)和(0.769V，0.846A)。但工作點(diǎn)(-20V，32A)不合題意，應(yīng)舍去，如圖d所示。13.3小信號(hào)分析法非線性電路在時(shí)變信號(hào)激勵(lì)下，如果信號(hào)的變化幅度足夠小，使非線性特性在工作的一小段范圍內(nèi)可以用它的切線來(lái)近似，則交流非線性電路可以用線性方法近似分析，這種方法稱為交流小信號(hào)分析法?！纠?3.4】圖a所示電路中，已知

5、，，，非線性電阻為壓控電阻，即。試求靜態(tài)工作點(diǎn)，在工作點(diǎn)附近由產(chǎn)生的和，以及電壓和電流?！窘狻坷眯⌒盘?hào)分析法求解。首先求靜態(tài)工作點(diǎn)。在圖b電路中，列出結(jié)點(diǎn)N的KCL方程，即代入非線性電阻的特性方程和已知數(shù)據(jù)并整理得求得靜態(tài)工作點(diǎn)為，，如圖d中P點(diǎn)所示。靜態(tài)工作點(diǎn)處的動(dòng)態(tài)電導(dǎo)為最后求得和，即第13章結(jié)束