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10A。求电压u。,(a),(b),1、作出