YH电路分析第05章非线性电阻电路

第5章非线性电阻电路,5.1非线性电阻的伏安特性,5.2非线性电阻的串联、并联电路,5.3非线性电阻电路的方程,5.1非线性电阻的伏安特性,一、线性电阻元件,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。u、i关系符合欧姆定律。,二、非线性电阻元件,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直线。,u=f(i)i=g(u),非线性电阻元件的图形符号与伏安函数关系:,流控电阻压控电阻单调型电阻,非线性电阻元件分类,1流控电阻：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。,2压控电阻：电阻电流是其电压的单值函数。,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)。,隧道二极管(单极晶体管)具有此伏安特性。,压控电阻的伏安特性呈“N”型。,“S”型和“N”型电阻的伏安特性均有一段下倾段，在此段内电流随电压增大而减小。,3单调型电阻：伏安特性单调增长或单调下降。,u、i一一对应，既是压控又是流控。,PN结二极管具有此特性。,u、i关系具有方向性。,其伏安特性可用下式表示：,其中：Is反向饱和电流(常数)q电子电荷，1.61019Ck玻尔兹曼常数，1.381023J/KT热力学温度（绝对温度）,三、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,说明：(1)静态电阻与动态电阻不同，它们都与工作点有关。当P点位置不同时，Rs与Rd均变化。,(2)Rs反映了某一点时u与i的关系，而Rd反映了在某一点u的变化与i的变化的关系，即u对i的变化率。,(3)对“S”型、“N”型非线性电阻，下倾段Rd为负，因此，动态电阻具有“负电阻”性质。,用图解法分析含一个非线性元件的电阻电路：,负载线法,特例：非线性电阻电路中只含有一个理想二极管时，利用戴维南定理分析理想二极管状态（正向偏置或反向偏置），不许使用图解法,含有一个非线性电阻元件电路的求解,ab以左部分为线性电路，化为戴维南等效电路，其u、i关系为,ab右边为非线性电阻，其伏安特性为i=f(u)，i(u)曲线如图。,两曲线交点坐标即为所求解答。,其特性为一直线。,理想二极管特性：,正向偏置时，等效于闭合的开关短路电阻为零,反向偏置时，等效于打开的开关开路电阻为无限大,0,u,i,u0,u=0,例5-4,例：一非线性电阻,(1)分别求i1=2A，i2=2Sin314tA，i3=10A时对应电压u1，u2，u3；,例：一非线性电阻,(2)设u12=f(i1+i2)，问是否有u12=u1+u2？(3)若忽略高次项，当i=10mA时，由此产生多大误差？,5.2非线性电阻的串联、并联电路,一、非线性电阻的串联,在每一个i下，图解法求u，将一系列u、i值连成曲线即得串联等效电阻(仍为非线性)。,二、非线性电阻的并联,同一电压下将电流相加。,5.3非线性电阻电路的方程,列写方程的依据：KCL、KVL、元件伏安特性。,一、节点电压方程的列写(非线性电阻为压控电阻),G1