简单非线性电阻电路分析

第五章简单非线性电阻电路分析5

1含一个非线性元件电阻电路分析一、非线性电阻符号：根本要求：1、了解简单非线性电路分析方法。2、掌握理想二极管电路分析。+_uiR二、非线性电阻伏安关系：uiOuiOu+_i碳化硅电阻器u+_iPN结二极管1.曲线表示法式中q—电子电荷量k—玻尔兹曼常数，室温下T—绝对温度2.解析表示法例：PN结二极管iuOIS∴室温下伏安特性的测量——用晶体管特性图示仪实验说明：电阻器的电压电流关系是ui平面上通过坐标原点的一条直线。(1)电阻器实验说明：晶体二极管的电压电流关系是ui平面上通过坐标原点的一条曲线。(2)晶体二极管实验说明：隧道二极管的电压电流关系是ui平面上通过坐标原点的一条曲线。(3)隧道二极管实验说明：发光二极管的电压电流关系是ui平面上通过坐标原点的一条曲线。(4)发光二极管运算放大器和晶体二极管构成的电路可以实现理想二极管的特性曲线。(5)理想二极管：按照非线性电阻特性曲线的特点分类。1.流控电阻:其电压是电流的单值函数，u=f(i)表示；2.压控电阻:其电流是电压的单值函数，i=g(u)表示。三、非线性电阻的分类四、含一个非线性元件电路的分析：N+u_i左线性部分：右非线性部分：求解非线性代数方程的方法：1、图解法2、解析法Uoc+_R0+_ui举例1：含一个二极管电路图解法步骤：〔1〕作u=Uoc-Roi直线——称为“负载线〞令i=0u=Uocu=0i=Uoc/Ro〔2〕交于一点Q〔UQ、IQ〕——称为“工作点〞端口电压u=UQ端口电流i=IQ举例2：i=u+0.13u2,u>0,求i。2V++__1

2

ui解：用解析法〔1+1/2〕u+i=2代入得0.13u2+2.5u-2=0两组解答u=0.769Vi=0.846Au=-20Vi=32A说明：非线性电路解答不唯一，可多解、无解。5

2理想二极管+_uiOui一、符号与定义：在u>0(正向偏置)时，相当于短路(u=0)，电阻为零，像一个闭合的开关；在u<0(反向偏置)时，相当于开路(i=0)，电阻为无限大，像断开的开关。二、理想二极管等效电路：+_uiab理想二极管正向导通，反向截止，称为单向导电性。当Ua>Ub时，导通，等效为短路当Ua<Ub时，截止，等效为开路(断路)。归纳三、含理想二极管电路的分析方法例1求Uab和I9V3

6

6

3

aIb20k

20k

4k

1k

1k

I1I2

20V+5Va例2求I1和I2注意分析含理想二极管电路时，首先要判断二极管是否导通，然后用相应的等效电路代换再求解5

３非线性电阻的串联和并联一、串联：将元件特性①u1=f1(i1)和②u2=f2(i2)代入，逐点作出伏安特性得到③。例l用图解法求图(a)线性电阻和电压源串联单口

的伏安特性曲线。解：在u-i平面上画出R和电压源US的特性曲线，如图(b)①和②。将同一电流下①和②的横坐标相加，平移得VCR特性曲线，如图(b)③所示。假设改变电流参考方向，如图(c)所示，相应的特性曲线那么如图(d)所示。例2用图解法求图(a)所示串联单口的伏安特性曲线。解：画出电阻、电压源和理想二极管的特性曲线，如图(b)①②③所示。将同一电流下三条曲线的横坐标相加，得到图(c)所示VCR特性曲线。当u>US时，二极管导通，相当于短路，同前；当u<US时，二极管开路，单口相当于开路。二、非线性电阻的并联

将元件特性①i1=g1(u1)和②i2=g2(u2)代入逐点作出伏安特性得到曲线③。

本章小结１、理解非线性电阻及伏安关系；２、了解含一个非线性元件电路的分析方法：图解法和解析法；负载线和工作点概念；３、掌握