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文檔簡(jiǎn)介
一、非線性電阻:
VAR不符合歐姆定律的電阻元件。
u
i①流控型電阻(CCR):電阻兩端的電壓是通過其電流的單值函數(shù)。u
f
(i)ui1i2ii3u0③單調(diào)型電阻:伏安曲線單調(diào)增或減。既是流控型又是壓控型電阻。2)性質(zhì)②壓控型電阻(VCR):通過電阻的電流是其兩端電壓的單值函數(shù)。i
h(u)ui12u
uu3i01)分類①方向性:VAR曲線對(duì)應(yīng)原點(diǎn)不對(duì)稱時(shí),電壓(電流)方向改變時(shí)其電流(電壓)改變很多。稱為單向性(unilateral)。VAR曲線與方向無關(guān),電阻兩端子可互換。稱為雙向性(bilateral)。第一節(jié) 非線性元件②靜態(tài)電阻(static電流的比值。)在某一工作點(diǎn)的電壓與
tgi0R
u0ddiR
du
tg③動(dòng)態(tài)電阻(dynamic)在某一工作狀態(tài),電壓增量與電流增量之比的極限。uiQu0i0二、非線性電容:曲線單調(diào)增或減。既是伏控型也③單調(diào)型電容:是庫(kù)控型電容。①壓控型電容(VCC):—
電容上 的電荷是其兩端電壓的單值函數(shù)。q
f
(u)②荷控型電容(QCC):—電容兩端的電壓是其上u
h(q)的電荷的單值函數(shù)。i
u
特性不是通過原點(diǎn)的直線。
q④靜態(tài)電容(static
capacitance)—在某一工作點(diǎn)的電荷與電壓的比值。⑤動(dòng)態(tài)電容(dynamic
capacitance)—在某一工作狀態(tài),電荷增量與電壓增量之比的極限。
tgu0C
q0uQqq00udduC
dq
tgdt
du
dt
dtd⑥非線性電容VAR:
i
dq
dq
du
C
(t
)
du靜態(tài)電容、動(dòng)態(tài)電容的特性隨著工作點(diǎn)的變化而變化。—電感通過電流是其建立的磁鏈的單值函數(shù)。③單調(diào)型電感: 曲線單調(diào)增或減。②磁控型電感(FCL):i
h(
)
u
①流控型電感(CCL):
f
(i)—電感建立的磁鏈?zhǔn)瞧渫ㄟ^電流的單值函數(shù)。特性不是通過原點(diǎn)的直線。i
三、電感元件:④靜態(tài)電感(static
inductance)⑤動(dòng)態(tài)電感(dynamic
inductance
)—在某一工作狀態(tài),磁鏈增量與電流增量之比的極限。
tgL
0i0ddiL
d
tg⑥非線性電感VAR:dt
di
dt
dtdu
d
d
di
L
(t
)
di靜態(tài)電感、動(dòng)態(tài)電感的特性隨著工作點(diǎn)的變化而變化。iQ0i00第二節(jié) 非線性電阻電路的分析非線性電阻電路的分析仍然以KCL、KVL為基礎(chǔ)。一、非線性電阻的串并聯(lián)+
u–i+
u1
–
+
u2
–i1
i2i
i1
i2u
u1
u2
u
f1
(i1
)
f2
(i2
)(等效為一個(gè)流控型電阻)②若兩電阻不同為流控型用圖解法:在同一電流下電壓相加iu01
2
31)串聯(lián)①若兩電阻同為流控型:u1
f1
(i1
)u2
f2
(i2
)u
u1
u2i
i1
i22)并聯(lián)①若兩電阻同為壓控型:i1
h1
(u1
)i2
h2
(u2
)②若兩電阻不同為壓控型用圖解法:在同一電壓下電流相加i
h1
(u1
)
h2
(u2
)(等效為一個(gè)壓控型電阻)ii+u–1
+
2u2+u1–
–iiu0213對(duì)于既含線性元件又含非線性元件的混合電路,按其串并聯(lián)關(guān)系逐步進(jìn)行。3)含 二極管(ideal
diode)的電路理想二極管加正向電壓時(shí)導(dǎo)通相當(dāng)于短路(電壓為零),加
反向電壓時(shí)截止相當(dāng)于開路(電流為零),常稱其為開關(guān)元件。DuuiDui
iDuiuiuiDuiui例1.
試?yán)L出各電路的U~I關(guān)系曲線(D為理想二極管)。+U-IDUSR+-ID5VUI05V
U+U-I
100D15VIU015VIU0US二、非線性電阻電路解析法例2.為求圖示電路中的電流i
,非線性電阻伏安特性。i
u
0.13u20.13u2
2.5u
2
012uil12V
il
2ia2(1
1
)u
2
iaa
ai
u
0.13u
2解法一:回路法il1
2
u2il
2
ul1
l
2i
i
u
0.13u2u
0.769Vi
0.846A解法二:節(jié)點(diǎn)法0.13u2
2.5u
2
0u
20Vi
32A或解法三
—定理將非線性電阻以外部分等效為有伴電壓源,列出KVL方程,補(bǔ)充非線性電阻的VAR求解。:①非線性電路解不唯一;②
壓控型電阻,以電壓為變量求解較簡(jiǎn)便。uu
022.54
23
30.130.1ii3uu222V1
2ui
aU
OC_RiRuii4
V332
a源有伴電壓三、非線性電阻電路的圖解法ocU_iRRUI
IocUU
ocu1)
曲線相交法將其中一些非線性元件用串并聯(lián)方法等效為一個(gè)非線性電阻元件,將其余不含非線性電阻的部分等效一個(gè)電路,畫出這兩部分電路的伏安曲線,它們的交點(diǎn)為電路的工作點(diǎn)(operating
point),或稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q(UQ,IQ)。iRiIUQ例3.用圖解法求電路中的電流i,非線性電阻伏安特性U
OC_iRui4
V332
2(20V,32A)
QQ1(0.769V,0.846A)ui34
V2A-
20Vu
4
2
i3
3直線方程2V為:
i
u
0.13u2
。1
2ui
作業(yè):6-3,6-5,△6-6,6-8課前練習(xí)題Q(4V,1A)ui1i
39V
6u
6
2ii
9
4
5
A3
316V_ui2
2i
1
0i2(u
:V;i
:A)。
4i
7已知非線性電阻的伏安特性為:u
i2求:靜態(tài)工作點(diǎn)處的動(dòng)態(tài)電阻Rd及電流i1。
2di
i1A
dudRi
1Amethod)通常稱為折。是將非線性元件特性曲線近似地用若干條直線段表示,在每一個(gè)區(qū)段可以用
( )等效電路替代(線段的斜率為R,延長(zhǎng)線與U軸交點(diǎn)為UOC與I軸交點(diǎn)為ISC),→線性電路分析方法求解。例:
含一個(gè)非線性電阻的簡(jiǎn)單電路第三節(jié) 分段線性化法用解析法分析非線性電阻電路,一般難以求解。分段線性近似法(piecewise
linear
approximationU
S_Rui10V101010i/Au/Vu
10
i直線方程U
S_Rui10V1UK_RK線性等效電路(結(jié)構(gòu)相同而參數(shù)不同)103i/Au/V1
2ⅠⅡⅢ線性等效電路UKiuRK0
UK
RK
iu
UK斜率tg
1RKα第四節(jié)一、小信號(hào)電路小信號(hào)分析法工程上,非線性電阻電路除了作用有直流電源外,往往同時(shí)作用有時(shí)變電源,因此在非線性電阻的響應(yīng)中除了有直流分量外,還有時(shí)變分量。例如:半導(dǎo)體放大電路中,直流電源是其工作電源,時(shí)變電源是要放大的信號(hào),它的有效值相對(duì)于直流電源小得多(10-3),一般稱之為小信號(hào)(small-sigal)。二、小信號(hào)分析法含有小信號(hào)的非線性電阻電路據(jù)KVL得:US
us
(t)
R0i
u(t)①當(dāng)只有直流電源作用時(shí),根據(jù)前述的方法(解析法、圖解法、折 )求得靜態(tài)工作點(diǎn)Q(
UQ,IQ
)_0RRUS~us
(t)u(t)_i(t)US0RUSuiIQU②當(dāng)直流電源和小信號(hào)共同作用時(shí),由于us的幅值很小,因此,非線性電阻上的響應(yīng)必然在工作點(diǎn)附近變動(dòng)。Qu(t
)
U
ui(t
)
IQ
i引起的擾動(dòng),幅值也很小。u,i可以看作是小信號(hào)若非線性電阻的VAR為:
u
f
(i)將其在工作點(diǎn)處展開為
級(jí)數(shù):1u
f
i
f
IQ
f
I由于i很小,可略去二次及高次項(xiàng)u(t
)
f
(IQ
)
f
'(I
)iu(t
)
UQ
uu
Rd
(IQ
)i在小信號(hào)作用時(shí)非線性電阻可看作線性電阻,參數(shù)為其在工作點(diǎn)處的動(dòng)態(tài)電阻。_R0RUS~us
(t)u(t)_i(t)畫出小信號(hào)等效電路如圖:據(jù)線性電路的分析方法求出非線性電阻的電壓電流增量。小信號(hào)法步驟:①求靜態(tài)工作點(diǎn)Q(UQ,IQ);②求解非線性元件在靜態(tài)工作點(diǎn)處的動(dòng)態(tài)參數(shù)。③畫出小信號(hào)等效電路,求出非線性元件電壓,電流增量(用相量法)。④得出非線性元件的總的電壓和電流
u(t)
UQ
u,
i(t)
IQ
i直流電路求靜態(tài)工作點(diǎn)交流電路電壓電流求增量_R0iRdu+
~
us
(t)R0SU
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