第十二章 非线性电阻电路

1、电工基础第十二章第十二章 非线性电阻电路非线性电阻电路本章重点：本章重点： 非线性电阻及其伏安关系非线性电阻及其伏安关系 小信号分析法小信号分析法电工基础第十二章第十二章 非线性电阻电路非线性电阻电路主要内容：主要内容： 第一节第一节 非线性电阻元件非线性电阻元件 第二节第二节 图解法图解法 第三节第三节 小信号分析法小信号分析法 第四节第四节 折线法折线法 本章小结本章小结电工基础第一节第一节 非线性电阻元件非线性电阻元件 若电路中至少有一个元件是无源非线性元件，则称为若电路中至少有一个元件是无源非线性元件，则称为非线性电路。非线性电路。 电路中含有非线性电阻的电路称为非线性电阻电路。非电路

2、中含有非线性电阻的电路称为非线性电阻电路。非线性电阻电路的基本分析依据依然是线性电阻电路的基本分析依据依然是KCL、KVL和元件的和元件的VAR约束。约束。 电工基础第一节第一节 非线性电阻元件非线性电阻元件一、非线性电阻元件及其伏安特性一、非线性电阻元件及其伏安特性1.非线性电阻符号非线性电阻符号 2.伏安特性伏安特性)(ifu )(ugi 或电工基础第一节第一节 非线性电阻元件非线性电阻元件3.几种常见的非线性电阻元件的伏安特性曲线几种常见的非线性电阻元件的伏安特性曲线 电工基础第一节第一节 非线性电阻元件非线性电阻元件二、静态电阻与动态电阻二、静态电阻与动态电阻 1.静态电阻静态电阻：静

3、态工作点处非线性电阻的电压与电流之比：静态工作点处非线性电阻的电压与电流之比 为静态电阻，用为静态电阻，用Rst表示，即表示，即 stuRi静态工作点位置不同，其静态电阻也不同 电工基础第一节第一节 非线性电阻元件非线性电阻元件2. 动态电阻动态电阻：非线性电阻在某一工作点处电压的增量：非线性电阻在某一工作点处电压的增量 u与与电流的增量电流的增量 i之比，称为该工作点处的动态电阻，即之比，称为该工作点处的动态电阻，即dduRdi动态电阻的大小与工作点的位置有关。电工基础第二节第二节 图解法图解法 非线性电阻电路的分析方法主要有非线性电阻电路的分析方法主要有图解法、小信号分图解法、小信号分 析

4、法、折线法析法、折线法等。使用中应根据具体电路及其特点确定分等。使用中应根据具体电路及其特点确定分析方法。析方法。 若已知非线性电阻的特性曲线，可采用图解法分析。若已知非线性电阻的特性曲线，可采用图解法分析。 电工基础第二节第二节 图解法图解法 一、曲线相加法 1.两个非线性电阻串联时两个非线性电阻串联时，两电阻流过相同电流，故将两个非线性电阻的特性曲线在电流相同时进行电压相加，即可得到总电压与电流的关系曲线，这就是等效非线性电阻的特性曲线。如图示: 电工基础第二节第二节 图解法图解法 2.两个非线性电阻并联时，两个非线性电阻并联时，其两端电压相等，将两个非线性电阻的特性曲线在电流相同时进行电

5、压相加，即可得到等效电阻的特性曲线。如图示 电工基础第二节第二节 图解法图解法二、曲线相交法二、曲线相交法 若电路中只含有一个非线性电阻元件，通常可以将其 线性部分等效化简成戴维南电路，得到等效电路的端口 方程为 反映该端口的伏安特性曲线应是一条直线，又称为 负载线，能同时满足端口两边约束条件的是负载线与非 线性电阻特性曲线的交点Q，因此Q点的坐标（u，i）就 是电路的解。 iRUueqC0电工基础第二节第二节 图解法图解法 这种方法称为曲线相交法曲线相交法。曲线相交法在电子技术中讨论晶体管电路的静态工作点时得到应用。电工基础第三节第三节 小信号分析法小信号分析法小信号分析法原理图小信号分析法

6、原理图电工基础第三节第三节 小信号分析法小信号分析法 当US=0时，只有直流电压源U0单独作用，由曲线相交法可得到静态工作点Q, 非线性电阻在工作点处的动态电阻为 。 当US0时，工作点移到了Q。可得US=（R1+Rd）i。符合该式的等效电路如下图：在该图中用线性电路分析方法求出在US作用下产生的u和i。进而得到新工作点处的电压、电流值为： u= U0+ u i =I0+ iQdQduRdi电工基础第四节第四节 折线法折线法 折线法是研究非线性电路的一种有效方法，它的特折线法是研究非线性电路的一种有效方法，它的特点是把工作于某区域内的非线性支路近似地用线性支路点是把工作于某区域内的非线性支路近似地用线性支路代替，再用线性电路的分析方法进行分析计算。代替，再用线性电路的分析方法进行分析计算。 通常对于确定的伏安特性曲线，先根据其不同的工作通常对于确定的伏安特性曲线，先根据其不同的工作区域进行分段，然后采用分段线性即折线法来近似地把区域进行分段，然后采用分段线性即折线法来近似地把每个工作区域内的非线性电阻等效为一个无源或有源的每个工作区域内的非线性电阻等效为一个无源或有源的线性电路，如下图：线性电路，如下图：电工基础第四节第四节 折线法折线法电工基础本章小结本章小结 本章首先介绍了非线性电阻元件的主要特本章首先介绍了非线性电阻元件的主要特性