第十七章非线性电阻电路.ppt

第十七章非线性电阻电路
非线性电阻的伏安特性
非线性电阻的串联、并联电路
非线性电阻电路的方程
小信号分析方法
非线性电阻的伏安特性
一、线性电阻元件
电阻值大小与u、i 无关(R为常数),其伏安特性为一过原点的直线。线性电阻的u、i 关系与方向无关。u、i 关系符合欧姆定律。
i
u
P
u
i

u
i
R
二、非线性电阻元件
非线性电阻元件的伏安特性不满足欧姆定律,而遵循某种特定的非线性函数关系。其阻值大小与u、i 有关,伏安特性不是过原点的直线。
u = f ( i )
i = g ( u )
非线性电阻元件的图形符号与伏安函数关系:
流控电阻
压控电阻
单调型电阻
+

u
i
非线性电阻元件分类
1 流控电阻:电阻两端电压是其电流的单值函数。
u
i
0
对每一电流值有唯一的电压与之对应,对任一电压值则可能有多个电流与之对应(不唯一)。
某些充气二极管具有类似伏安特性。
流控电阻的伏安特性呈“S”型。
2 压控电阻:电阻两端电流是其电压的单值函数。
对每一电压值有唯一的电流与之对应,对任一电流值则可能有多个电压与之对应(不唯一)。
隧道二极管( 单极晶体管)具有此伏安特性。
压控电阻的伏安特性呈“N”型。
u
i
0
“S”型和“N”型电阻的伏安特性均有一段下倾段,在此段内电流随电压增大而减小。
u
i
0
u
i
0
3 单调型电阻:伏安特性单调增长或单调下降。
u、i 一一对应,既是压控又是流控。
PN结二极管具有此特性。
u、i 关系具有方向性。
u
+

i
0
u
i
u
i
P
其伏安特性可用下式表示:
其中: Is ——反向饱和电流( 常数)
q ——电子电荷,1019C
k ——玻尔兹曼常数,1023 J/K
T ——热力学温度(绝对温度)
u 可以用 i 表示
i 可以用 u 表示
一一对应
三、非线性电阻的静态电阻 Rs 和动态电阻 Rd
静态电阻
动态电阻
i
u
P
说明:(1)静态电阻与动态电阻不同,它们都与工作点有关。当P点位置不同时,Rs 与 Rd 均变化。
(2) Rs反映了某一点时 u 与 i 的关系,而 Rd 反映了在
某一点 u 的变化与 i 的变化的关系,即 u 对i 的变
化率。
(3) 对“S”型、“N”型非线性电阻,下倾段 Rd 为负,
因此,动态电阻具有“负电阻”性质。
例:一非线性电阻
(1) 分别求 i1 = 2A, i2 = 2Sin314t A, i3 = 10A时对应电压 u1,u2,u3;
(2) 设 u12 = f (i1 + i2 ),问是否有u12= u1 + u2?
(3) 若忽略高次项,当 i = 10mA时,由此产生多大误差?
例:一非线性电阻
(1) 分别求 i1 = 2A, i2 = 2Sin314t A, i3 = 10A时对应电压 u1,u2,u3;
例:一非线性电阻
(2) 设 u12 = f (i1 + i2 ),问是否有u12= u1 + u2?
(3) 若忽略高次项,当 i = 10mA时,由此产生多大误差?