非线性电阻电路的分析.ppt

电工与电路基础电工与电路基础(仪器科学与技术系电工技术实验中心)第三章 非线性电阻电路第三章第三章 非线性电阻电路非线性电阻电路主要内容：主要内容：1 1、非线性电阻电路、非线性电阻电路2 2、解析法；、解析法；3 3、图解法；、图解法；4 4、分段线性法；、分段线性法；5 5、小信号分析法；、小信号分析法；本章重点：本章重点：解析法、图解法、分段线性法、小信号分解析法、图解法、分段线性法、小信号分析法析法本章难点：本章难点：非线性电阻电路的小信号分析方法非线性电阻电路的小信号分析方法第三章第三章 非线性电阻电路非线性电阻电路 如果电阻是一个常数，即不随电压或电流变动，那么这种电阻就称为 。线性电阻非线性电阻 如果电阻不是一个常数而是随着电压或电流变动，那么这种电阻就称为 。3-1 3-1 概述概述 线性电阻两端的电压线性电阻两端的电压和电流遵循欧姆定律，和电流遵循欧姆定律，即即线性电阻的伏安线性电阻的伏安特性曲线特性曲线3-1 3-1 概述概述白炽灯丝的伏安白炽灯丝的伏安特性曲线特性曲线 半导体二极管的伏半导体二极管的伏安特性曲线安特性曲线我们我们通过实验通过实验作出作出伏安特性曲线伏安特性曲线来表示非线性电来表示非线性电阻两端的电压与电流的关系。阻两端的电压与电流的关系。3-1 3-1 概述概述 非线性电阻有两种表示方式非线性电阻有两种表示方式 静态电阻静态电阻动态电阻动态电阻工作点QIU3-1 3-1 概述概述分析与计算非线性电阻电路时一般采用图解法。分析与计算非线性电阻电路时一般采用图解法。非线性电阻的电非线性电阻的电路符号路符号先列出电压方程先列出电压方程3-1 3-1 概述概述作出直线Q电路的工作情况由上式表示的直线与非线性电阻元件R的伏安特性曲线I（U）的交点Q确定IU 在图所示的电路中，D是半导体二极管，其伏安特性曲线如图所示。用图解法求出二极管中的电 流 I 极其两端电压 U，并计算其他两个支路中的电流 和 。I(mA)U(V)例题例题2.122.12利用戴维南定理将二极管以外的电路化为一个等效电源解解/作出直线其与二极管伏安特性曲线的交点即为Q点I(mA)U(V)QI=1.4mAU=0.6VIU2.6 非线性电阻电路的分析 非线性电阻非线性电阻非线性电阻的阻值不是一个常数，而是随着电压或电流变动。非线性电阻的阻值不是一个常数，而是随着电压或电流变动。计算非线性电阻的阻值时，必须指明工作电流或工作电压，称计算非线性电阻的阻值时，必须指明工作电流或工作电压，称为非线性元件的工作点，如图所示伏安特性曲线上的为非线性元件的工作点，如图所示伏安特性曲线上的Q点。点。工作点处电压与电流的比值称为静态电阻或直流电阻工作点处电压与电流的比值称为静态电阻或直流电阻R工作点附近电压变化量工作点附近电压变化量U和电流和电流变化量变化量I的比值的极限称为动态的比值的极限称为动态电阻或微变电阻电阻或微变电阻r非线性电阻非线性电阻R的伏安特性曲线的伏安特性曲线与负载线与负载线的交点的交点Q确定的电确定的电压压U与电流与电流I。非线性电阻电路分析非线性电阻电路分析负载线由方程负载线由方程 确定。确定。2.6 非线性电阻电路的分析1 非线性电阻非线性电阻非线性电阻的阻值不是一个常数，而是随着电压或电流变动。非线性电阻的阻值不是一个常数，而是随着电压或电流变动。计算非线性电阻的阻值时，必须指明工作电流或工作电压，称计算非线性电阻的阻值时，必须指明工作电流或工作电压，称为非线性元件的工作点，如图所示伏安特性曲线上的为非线性元件的工作点，如图所示伏安特性曲线上的Q点。点。工作点处电压与电流的比值称为静态电阻或直流电阻工作点处电压与电流的比值称为静态电阻或直流电阻R非非线线性性特特性性UIU1U2I2I1Q1Q2工作点不同工作点不同电阻不一样电阻不一样2、非线性电阻电路的分析、非线性电阻电路的分析静态电阻静态电阻动态电阻动态电阻适用于外加固定电压适用于外加固定电压的情况的情况适用于分析微变适用于分析微变电压引起微变电电压引起微变电流的情况流的情况QUI Q uiiu工作点附近电压变化量工作点附近电压变化量U和电流和电流变化量变化量I的比值的极限称为动态的比值的极限称为动态电阻或微变电阻电阻或微变电阻r 非线性电阻非线性电阻R的伏安特性曲线的伏安特性曲线与负载线与负载线的交点的交点Q确定确定的电压的电压U与电流与电流I。2 非线性电阻电路分析非线性电阻电路分析负载线由方程负载线由方程 确定。确定。2.4 非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析静态电阻静态电阻 动态电阻动态电阻 静态分析静态分析图解法图解法动态分析动态分析微变等效电路法微变等效电路法返回返回线性电阻的描述线性电阻的描述线性电阻：线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比；电阻两端的电压与通过的电流成正比；或电阻值不随电压或电阻值不随电压/电流的变化而变化。电流的变化而变化。UI(常数常数)非线性电阻的描述非线性电阻的描述非线性电阻：非线性电阻：电阻值随电压电阻值随电压、电流的变化而变化。电流的变化而变化。非非线线性性特特性性UIU1U2I2I1Q1Q2RUI工作点不同工作点不同电阻不一样电阻不一样非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析静态电阻静态电阻动态电阻动态电阻适用于外加固定电压的情况适用于外加固定电压的情况适用于分析微变适用于分析微变电压引起微变电电压引起微变电流的情况流的情况QUI Q uiiu非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析-静态分析静态分析 静态分析内容：电路加上恒定直流电压时，求各处静态分析内容：电路加上恒定直流电压时，求各处的电压和电流。静态分析工具：图解法的电压和电流。静态分析工具：图解法R+_Eui线性部分线性部分非线性部分非线性部分QE/REIQUQiu非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析-动态分析动态分析us+_Riurd+_Up微变：微变：微小变化微小变化 等效：线性代替非线性等效：线性代替非线性Quiupui在在Q点附近的点附近的电路模型电路模型动态分析内容：关注变化量动态分析内容：关注变化量 动态分析工具：微变等效电路动态分析工具：微变等效电路 +_ usR+_+_Rrd+_Up微变等效微变等效+RUpIQUQrd+_+_直直流流通通路路Rrd+_交交流流通通路路直流通路：直流通路：IQUQRrd+_Up+_交流通路交流通路：Rrd+_us+_Riu最后结果最后结果9、14、15、20、30、31、38、47本章作业本章作业