電路學(xué)習(xí)筆記99——非線性電阻

2023-08-03 23:00 作者:yibierencai 0人讀過 | 我要投稿

第十六章?非線性電路

17-1 非線性電阻

1.?非線性電路

(1)?如果電路元件的參數(shù)隨著電壓或電流而變化，即電路元件的參數(shù)與電壓或電流有關(guān)，就稱為非線性元件，含有非線性元件的電路稱為非線性電路。

(2)?嚴(yán)格說，一切實(shí)際電路都是非線性電路。在工程計(jì)算中，可將那些非線性程度比較微弱的電路元件作為非線性元件來處理，但許多非線性元件的非線性特征不容忽略。

(3)?分析非線性電路基本依據(jù)仍然是KCL和KVL以及元件的伏安特性。

2.?非線性電阻

(1)?非線性電阻的符號如圖。

(2)?非線性電阻元件的伏安特性不滿足歐姆定律，而是遵循某種特定的非線性函數(shù)關(guān)系。

3.?非線性電阻的分類

(1)?電流控制型電阻

①　若非線性電阻元件兩端電壓是其電流的單值函數(shù)，這種電阻就稱為電流控制型電阻，它的伏安特性可表示為u=f(i).

②　伏安特性特點(diǎn)：對于每一個電流值都有唯一的電壓與之對應(yīng)，而對于某一電壓值則可能有多個電流值與之對應(yīng)。

(2)?電壓控制型電阻

①　若通過非線性電阻元件中的電流是其兩端電壓的單值函數(shù)，這種電阻就稱為電壓控制型電阻，它的伏安特性可表示為i=g(u)

②　伏安特性特點(diǎn)：對于每一個電壓值都有唯一的電流與之對應(yīng)，而對于某一電流值則可能有多個電壓值與之對應(yīng)。

③　電壓控制型電阻和電流控制型電阻的伏安特性曲線都有一段下傾段，表明這一范圍內(nèi)電流隨著電壓的增長反而下降。

?(3)?單調(diào)型電阻

①　單調(diào)型電阻的伏安特性是單調(diào)增長或單調(diào)下降的，它同時是電流控制又是電壓控制的，這一類非線性電阻以PN結(jié)二極管最為典型。

②　許多非線性電阻具有單向性。

③　當(dāng)加在非線性電阻兩端的電壓方向不同時，流過它的電流也會完全不同，故其特性曲線不對稱于原點(diǎn)。

4.?非線性電阻的靜態(tài)電阻R和動態(tài)電阻Rd

(1)?為了計(jì)算上的需要，對于非線性電阻元件有時應(yīng)用靜態(tài)電阻和動態(tài)電阻的概念。

①　靜態(tài)電阻R：非線性電阻元件在某一工作狀態(tài)下，該點(diǎn)的電壓值u與電流值i之比，即R=u/i

②　動態(tài)電阻Rd：非線性電阻元件在某一工作狀態(tài)下，該點(diǎn)的電壓值u對電流值i的導(dǎo)數(shù)值，即Rd=du/di

(2)?靜態(tài)電阻與動態(tài)電阻都與工作點(diǎn)有關(guān)，當(dāng)P點(diǎn)位置不同時，R與Rd均變化。

(3)?對壓控型和流控型非線性電阻，伏安特性曲線的下傾端Rd為負(fù)，因此動態(tài)電阻具有負(fù)電阻的性質(zhì)。

(4)?利用非線性電阻可以產(chǎn)生頻率不同于輸入頻率的輸出。

(5)?疊加定理不適用于非線性電路。

(6)?當(dāng)輸入信號很小時，把非線性穩(wěn)態(tài)線性化引起的誤差很小。

5.?非線性電阻的串聯(lián)和并聯(lián)

(1)?非線性電阻的串聯(lián)，其一端口的等效伏安特性u=f(i)=f1(i)+f2(i)，在圖解法上等效伏安特性曲線是兩條伏安特性曲線在同一電流下的電壓相加。

(2)?非線性電阻的并聯(lián)，其一端口的等效伏安特性i=f(u)=f1(u)+f2(u)，在圖解法上等效伏安特性曲線是兩條伏安特性曲線在同一電壓下的電流相加。

?(3)?只有所有非線性電阻元件的控制類型相同，才能得出其串聯(lián)或并聯(lián)等效電阻伏安特性的解析表達(dá)式。如果把非線性電阻元件串聯(lián)或并聯(lián)后對外當(dāng)作一個一端口時，則端口的電壓電流關(guān)系或伏安特性稱為此一端口的驅(qū)動點(diǎn)特性。

(4)?電流控制的非線性電阻串聯(lián)組合的等效電阻還是一個電流控制的非線性電阻；電壓控制的非線性電阻并聯(lián)組合的等效電阻還是一個電壓控制的非線性電阻。

(5)?壓控型和流控型非線性電阻串聯(lián)或并聯(lián)，用圖解法可以獲得等效非線性電阻的伏安特性。