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1、第第1111章章 非线性电阻电路非线性电阻电路(ly)(ly)非线性电路元件非线性电路元件11.1非线性电阻元件的串联与并联非线性电阻元件的串联与并联11.2非线性电阻电路的图解法非线性电阻电路的图解法11.3非线性电阻电路的分段线性化非线性电阻电路的分段线性化11.4非线性电阻电路的小信号分析法非线性电阻电路的小信号分析法11.511.1 非线性电阻元件非线性电阻元件VCR不是线性关系的电阻元件。不是线性关系的电阻元件。图形符号：图形符号：(2)类型：类型：流控非线性电阻：电压是电流的单值函数，流控非线性电阻：电压是电流的单值函数，VCR下式表示：下式表示：)(ifu 压控非线性电阻：电流是
2、电压的单值函数，压控非线性电阻：电流是电压的单值函数，VCR用下式表示：用下式表示：)(ufi 单调型非线性电阻：既是流控型又是压控型即为单调型非线性电阻。单调型非线性电阻：既是流控型又是压控型即为单调型非线性电阻。(1)非线性电阻概念非线性电阻概念11.1 非线性电阻元件非线性电阻元件静态电阻和动态电阻静态电阻和动态电阻工作点工作点P处的静态电阻处的静态电阻uictgGS工作点工作点P处的动态电阻处的动态电阻tgdidurd也可以用静态电导和动态电导来表示。即：也可以用静态电导和动态电导来表示。即：iutgRSctgdudidg11.2 非线性电阻元件的串联和并联非线性电阻元件的串联和并联对
3、于流控型和单调型非线性电阻的串联，可以合并成一个非线性电阻元对于流控型和单调型非线性电阻的串联，可以合并成一个非线性电阻元件，也可以很方便地写出串联后的非线性电阻的。件，也可以很方便地写出串联后的非线性电阻的。对于压控型非线性电阻元件的串联，得通过图解描绘。对于压控型非线性电阻元件的串联，得通过图解描绘。11.2 非线性电阻元件的串联和关联非线性电阻元件的串联和关联对于压控型和单调型非线性电阻的串联，可以合并成一个非线性电阻元对于压控型和单调型非线性电阻的串联，可以合并成一个非线性电阻元件，也可以很方便地写出串联后的非线性电阻的。件，也可以很方便地写出串联后的非线性电阻的。对于流控型非线性电阻
4、元件的串联，得通过图解描绘。对于流控型非线性电阻元件的串联，得通过图解描绘。11.3 非线性电路的图解法非线性电路的图解法求非线性电路的静态工作点时，可用求非线性电路的静态工作点时，可用图解法。图解法。如图所示，电路的线性部分方程和如图所示，电路的线性部分方程和非线性电阻的非线性电阻的VCR通过作图的方法，通过作图的方法，得到交点得到交点Q，即为静态工作点。，即为静态工作点。I0和和U0即为静态工作电流和静态工即为静态工作电流和静态工作电压。作电压。11.3 非线性电路的图解法非线性电路的图解法 图示电路，求：图示电路，求：（1）非线性电阻上的电压和电流，）非线性电阻上的电压和电流，以及吸收的
5、功率；以及吸收的功率；（2）求电流）求电流I2解解：（1）线性部分由戴维宁线性部分由戴维宁定理等效，如图定理等效，如图c所示。所示。VUOC41eqR4-11 IUAIVU2,211它与曲线它与曲线2的交点的交点Q即为非线性电阻上的电压和电流。即为非线性电阻上的电压和电流。（2）用）用2V代替非线性电阻，回到图代替非线性电阻，回到图a,即可求得即可求得I2AI22262WP422【例例11.3.1】11.4 非线性电阻电路的分段线性化非线性电阻电路的分段线性化分段线性化又称为分段线性化又称为折线近似法折线近似法。基本思路：基本思路：用若干直线来近似表示非线性电阻的用若干直线来近似表示非线性电阻
6、的VCR，每一段直线均可以用线性电阻或者由线性，每一段直线均可以用线性电阻或者由线性电阻与独立电源的组合来表示，这样处理后，即变成了线性电路。电阻与独立电源的组合来表示，这样处理后，即变成了线性电路。 图示电路，非线性电阻元件图示电路，非线性电阻元件VCR近似用折线表示，其每段折线方程如下：近似用折线表示，其每段折线方程如下：【例例11.4.1】11.4 非线性电阻电路的分段线性化非线性电阻电路的分段线性化iu25解法一：列方程求解解法一：列方程求解（1）左边线性部分方程：）左边线性部分方程：分别与上述折线方程联立解之，得：分别与上述折线方程联立解之，得：Vu15. 1Vu5 . 4Vu53
7、. 3很显然，只有第一折线方程符合要求，即：很显然，只有第一折线方程符合要求，即：Vu15. 1Ai92. 1（2）iu5同样的方法，只有第三折线方程符合要求，即：同样的方法，只有第三折线方程符合要求，即：Vu37. 3Ai27. 111.4 非线性电阻电路的分段线性化非线性电阻电路的分段线性化解法二：等效模型法解法二：等效模型法非线性电阻等效模型分别如图所示：非线性电阻等效模型分别如图所示：分别用不同的模型求解，看看哪一分别用不同的模型求解，看看哪一段是工作线段。哪一段的电压在定段是工作线段。哪一段的电压在定义范围内即是正确的工作点。义范围内即是正确的工作点。11.4 非线性电阻电路的分段线
8、性化非线性电阻电路的分段线性化解法三：图解法解法三：图解法非常直观地看出，第（非常直观地看出，第（1）种情况非线性）种情况非线性电阻工作在第一段；第电阻工作在第一段；第(2)种情况非线性电种情况非线性电阻工作在第三段。阻工作在第三段。图上的交点即是工作点。图上的交点即是工作点。11.5 非线性电阻电路的小信号分析法非线性电阻电路的小信号分析法当信号足够小时，可用工作点处的交流电阻代替非线性电阻，从而可计算出小信号时当信号足够小时，可用工作点处的交流电阻代替非线性电阻，从而可计算出小信号时的电路中的电压和电流。小信号等效电路：直流电压源短路，直流电流源开路，非线的电路中的电压和电流。小信号等效电路：直流电压源短路，直流电流源开路，非线性电阻用交流电阻替代。性电阻用交流电阻替代。解：解：第一步，求静态工作点第一步，求静态工作点11.5 非线性电阻电路的小信号分析法非线性电阻电路的小信号分析法解：第二步，求工作点处的交流电阻解：第二步，求工作点处的交流电阻解：第三步，求交流分量，等效电路如图解：第三步，求交流分量，等效电路如图(b)所示所示本章结束！习题习题