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第四章非线性电阻电路,4.1非线性电阻元件的特性4.2非线性电阻电路的方程4.3图解分析法4.4小信号分析法4.5分段线性分析法4.6数值分析法4.7应用实例：温度测量与控制电路,4.1非线性电阻元件的特性,一、非线性电阻元件,定义：在ui平面或iu平面上的伏安特性曲线不是通过原点的直线。,非线性电阻不满足欧姆定律,u=f(i)或i=g(u),1.伏安关系,二、非线性电阻按伏安特性关系的分类,1.单调型,其电压既可表示为电流的单值函数，电流也可表示为电压的单值函数,如：PN结二极管的伏安特性,从伏安特性可看出其u和i呈现单调关系，所以其伏安特性也可表示为：,PN结二极管及其伏安特性曲线,充气二极管及其伏安特性曲线,隧道二极管及其伏安特性曲线,从充气二极管的伏安特性可见，u是i的单值函数，只能取电流i作为控制变量，为流控型非线性电阻。,从隧道二极管的伏安特性可见，i是u的单值函数，只能取电压u作为控制变量，为压控型非线性电阻。,2.流控型、压控型,其电压可表示为电流的单值函数或电流可表示为电压的单值函数,u=f(i),i=g(u),3.既非压控又非流控电阻,可看出方程既无法把u表达成i的单值函数，也无法把i表达成u的单值函数。,注意：与线性电阻不同，非线性电阻一般不是双向电阻。例如PN结二极管，就必须明确地用标记将其两个端钮区别开来，在使用时必须按标记正确接到电路中。,其电压电流关系不能表达为一个变量的单值函数,如：理想二极管,4.2非线性电阻电路的方程,从列写电路方程的两个基本依据来看：,2.不同的是元件本身的特性。由于非线性电阻元件的电压电流关系不是线性的，所以得到的方程将是非线性的。,1.基尔霍夫电流定律（KCL）、基尔霍夫电压定律（KVL）只与电路的结构有关，而与元件的性质无关。因此就列写KCL和KVL本身方程，非线性电阻电路与线性电阻电路无区别。,3.与线性电阻电路不同,非线性电阻对应的非线性代数方程组,可能有多个解。,解：方法1：网孔法,消去i1、u3，可得,可采用数值分析法。,解：方法2：节点电压法,消去i3，可得,由上面的分析可知，建立非线性电阻电路方程时，非线性电阻的处理与受控电源的处理类似，只是非线性电阻的控制量是电阻本身所在支路上的变量（电压或电流）而已。,2.对电压控制型非线性电阻，采用节点法或割集法进行分析比较简单，因为用电压变量（节点电压或割集电压）容易表示电压控制型非线性电阻上的电流。,1.对电流控制型非线性电阻，采用
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