电路分析原理 下册 第2版 教学课件 作者 姚维 第十七章　简单非线性电阻电路分析.pptx

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1、电路分析原理（下册）第十七章　简单非线性电阻电路分析第一节　概　　述第二节　含有一个非线性电阻器的直流电阻电路第三节　非线性电阻器的串联与并联第四节　小信号分析法第一节　概　　述一、非线性电阻器与非线性电阻电路二、非线性电阻器的类型三、静态电阻与动态电阻四、分析非线性电阻电路的基本定律一、非线性电阻器与非线性电阻电路1.非线性电阻器及其图形符号2.非线性电阻电路图17-1　理想非线性电阻器的图形符号1.非线性电阻器及其图形符号2.非线性电阻电路含有理想非线性电阻器的电阻电路，称为非线性电阻电路。本章只介绍含有理想非线性定常电阻器的电阻电路

2、，并将理想非线性定常电阻器简称为非线性电阻。二、非线性电阻器的类型1.电压控制型电阻器2.电流控制型电阻器3.既是电压、又是电流控制型电阻器4.既非电压、又非电流控制型电阻器1.电压控制型电阻器(1)隧道二极管的图形符号及其伏安特性曲线(2)结型二极管的图形符号及其伏安特性曲线　可用非线性电阻模拟的另一个典型例子是结型二极管(diode)，其图形符号及在关联参考方向下的伏安特性曲线如图17-3所示。(1)隧道二极管的图形符号及其伏安特性曲线图17-2　隧道二极管的图形符号及在关联参考方向下的伏安特性曲线a)图形符号　b)伏安特性曲线(2)

3、结型二极管的图形符号及其伏安特性曲线图17-3　结型二极管的图形符号及在关联参考方向下的伏安特性曲线a)图形符号　b)伏安特性曲线2.电流控制型电阻器图17-4　充气二极管的图形符号及在关联参考方向下的伏安特性曲线a)图形符号　b)伏安特性曲线3.既是电压、又是电流控制型电阻器图17-5　在关联参考方向下，既是电压、又是电流控制型电阻器的伏安特性曲线4.既非电压、又非电流控制型电阻器当图17-3中结型二极管的反向饱和电流IS与正向电压降都为零时，则该二极管就成为理想二极管。理想二极管的图形符号与在关联参考方向下的伏安特性曲线如图17-6a

4、、b所示(在图b中，为了能清楚地显示曲线形状，有意将曲线与坐标轴间留有间隙)。理想二极管在电路中的作用相当于一个开关S，在电压u＜0时(称为反向偏置，简称反偏)，有i=0，相当于开关S打开；在电压u≥0时(称为正向偏置，简称正偏)，有u=0，相当于开关S闭合，如图17-6c所示。图17-6b曲线显示，在电压u＝0时，电流i值不定；在电流i=0时，电压u值不定，这个性质表明，当用非线性电阻模拟理想二极管时，该电阻属于既非压控、又非流控型电阻器。4.既非电压、又非电流控制型电阻器图17-6　理想二极管的图形符号及在关联参考方向下的伏安特性曲线

5、与等效电路a)图形符号　b)伏安特性曲线　c)等效电路三、静态电阻与动态电阻1.静态电阻与电导2.动态电阻与电导三、静态电阻与动态电阻图17-8　在关联参考方向下，表明静态与动态电阻含义的示图四、分析非线性电阻电路的基本定律分析非线性电阻电路的基本定律仍然是KCL与KVL，即在电路任一节点上，电流受KCL约束；在任一回路中，电压受KVL约束。欧姆定律在线性电阻上可用，对非线性电阻不能应用。第二节　含有一个非线性电阻器的直流电阻电路一、图解法二、解析法三、分段线性化法第二节　含有一个非线性电阻器的直流电阻电路图17-9　含一个非线性电阻器的

6、直流电阻电路及其图解分析a)含一个非线性电阻的电路　b)等效电路　c)图解法示意一、图解法1.确定含源线性直流电阻网络N的戴维宁(或诺顿)等效电路2.画出线性支路的伏安特性曲线1.确定含源线性直流电阻网络N的戴维宁(或诺顿)等效电路用线性电路的分析法，可得线性网络N的戴维宁电路如图17-9b所示［图中US为图17-9a网络ab间的开路电压；RS为网络N的输出电阻］。2.画出线性支路的伏安特性曲线图17-9b中ab左端线性支路的特性方程为U=US-RSI在图17-9cUI平面上，上式线性方程的图形是一条直线［直线的U轴交点为US(当I=0时

7、)，I轴交点为US/RS(当U=0时)］。线性与非线性两条支路伏安特性曲线的交点P0，给出了网络中的响应U、I。当图17-9b电路是模拟晶体管的直流偏置电路时(非线性电阻模拟晶体管)，则图17-9c中的P0点称为晶体管的静态工作点，直线称为直流负载线，RS为负载电阻。二、解析法当非线性电阻电压、电流间的函数关系U=r(I)不太复杂，且当非线性电路方程易于求解时，则可直接由电路基本定律建立电路方程，然后求解之。例如，对图17-9b等效电路，应用KVL有U=US-RSI=r(I)在函数r(I)给定时，即可从上式解出I，进而确定电压U［=r(I

8、)］。三、分段线性化法1.用折线近似替代非线性电阻的伏安特性曲线2.确定非线性电阻的线性化模型1.用折线近似替代非线性电阻的伏安特性曲线图17-11　非线性电阻的分段线性化a)分段线性化示意