电路理论课件第17章非线性电路.ppt

第17章 非线性电路 线性电路与非线性电路 17-1 非线性电阻 17-2 非线性电容和非线性电感 17-3 非线性电路的方程 17-4 小信号分析法 线性电路与非线性电路 线性电路： 由独立源、线性无源元件、线性受控源构成的电路 线性电路叠加定理、戴维宁定理、特勒根和互易定理都适用 列出的电路方程为代数方程 非线性电路： 电路中至少含有一个非线性元件 叠加定理、戴维宁定理、互易定理都不适用，基尔霍夫定 律和特勒根定理还适用 列出的方程不一定为代数方程，可能为隐性方程 电路符号 二、分类：一般可分为流控型和压控型两类。 1、流控型电阻元件 u = f (i) 为单值函数 如充气二极管 一、定义 ：不服从欧姆定律的电阻元件，即ui特性不能用 通过坐标系原点的直线来表示的电阻元件，称为非线性电 阻元件。 17-1 非线性电阻 2、压控型电阻元件 i = g(u) 为单值函数 如隧道二极管 3、单调型电阻元件 （既是流控型又是压控型） 如PN结二极管 u = f (i) ，i = g(u) f=g-1 双向元件： 如果电阻元件的伏安特性对称于坐标系的原点，则称之为双向元件 一切线性电阻元件都是双向元件。大多数非线性电阻元件是非双向元件。 非线性电阻元件的电压和电流之间的关系可用非线性代数方程f(u, i) = 0来 描述。 17.1 非线性电阻 三、参数 静态电阻： 动态电阻： 17.1 非线性电阻 17-2 非线性电容和非线性电感 定义：如果一个电容元件的库伏特性是一条通过原点的直 线，则此电容为线性电容，否则为非线性电容。 类型： 非线性电容及qu特性曲线 一、非线性电容 符号： p点的静态电容： p点的动态电容： 作用：应用非线性电容达到电路共振 17.2 非线性电容和非线性电感 定义：如果一个电感元件的韦安特性是一条通过原点的直线 ，则此电感为线性电容，否则为非线性电感。 非线性电感及 i特性曲线： 二、非线性电感 符号： 分类： 17.2 非线性电容和非线性电感 17-3 非线性电路的方程 由于基尔霍夫定律对于线性电路和非线性电路均适合 ，所以线性电路方程与非线性电路方程的差别仅由于元件 特性的不同而引起。对于非线性电阻电路列出的方程是一 组非线性代数方程。而对于含有非线性储能元件的电路列 出的方程是一组非线性微分方程。 1、串联电阻电路 2、并联电阻电路 17.3 非线性电路的方程 例:电路图中非线性电阻的伏安特性关系为 列出电路方程。 17.3 非线性电路的方程 17-4 小信号分析法 小信号分析法是分析非线性电阻电路的一种极为重 要的方法，当动态的输入信号远小于电路偏置信号 时采用。 设 以u*表示当 is = 0时方程的解，即 输入激励由is 至is + is的变化，导致电压u*改变为 u=u*+ u。因此，有 将函数f (u*+ u)在u*附近展开成泰勒级数： 17.4 小信号分析法 小信号等效电路 因 故 小信号等效电阻是线性电阻 17.4 小信号分析法 例：图（a）所示电路，其中非线性电阻元件的iu特性 如图（b）所示。电流源is的标称值为10 A。求电压u。 (a)(b) 1、作出大