习题六 简单非线性电阻电路分析.

非线性电阻电路分析一、是非题1.非线性电阻的电流增加k倍，则电压也增加k倍。

2.单调型非线性电阻，随着电压升高，动态电阻也增加。

3.非线性电阻电路小信号分析法的实质是将工作点附近的非线性伏安特性线性化。

4.半导体二极管电路模型是单调型非线性电阻，不属电压控制型、电流控制型。

5.不论非线性电阻或线性电阻串联，总功率等于各元件功率之和，总电压等于各元件电压之和。

答案部分1.答案(-)2.答案(-)3.答案(+)4.答案(-)5.答案(+)二、单项选择题1.影响非线性电阻阻值变化的因素主要是(A)时间 (B)温度 (C)电压或电流2.双向性非线性电阻的伏安特性曲线为3.有关非线性电阻电路的正确概念应是(A)不同类型的非线性电阻其动态电阻定义不同(B)单向型非线性电阻不具有单调型电阻性质(C)非线性电阻可能在有关电压下具有多个电流值(D)非线性电阻电路功率不守恒4.图示非线性电阻伏安特性曲线中的BC段对应于下列哪个等效电路？5.与图示非线性电阻伏安特性曲线AB段对应的等效电路是答案部分1.答案(C)2.答案(B)3.答案(C)4.答案(B)5.答案(B)三、填空题1.非线性电阻元件的性质一般用__________来表示。

2.图示电路中的理想二极管，流过的电流I为_______A。

3.右上图示曲线①和②为非线性电阻R1和R2的伏安特性曲线。

试画出R1、R2并联后的等效伏安特性。

4.图示隧道二极管伏安特性曲线，试分析i S=4mA、i S=1mA、i S=-2mA三种情况下，隧道二极管的工作点。

i S=4mA时____，i S=1mA时_____，i S=-2mA时____。

6.理想二极管伏安特性曲线如图(b)折线所示，试绘出图(a)所示网络的伏安特性曲线。

1.答案伏安特性曲线2.答案-13.答案4.答案当i S=4mA时，有三个工作点u=0.1V u=0.35V u=0.7Vi S=1mA时，有一个工作点u=0.05Vi S=-2mA时，无工作点6.答案1.试求图示伏安特性曲线AB、BC、CD段的动态电阻。

7. 非线性电路第1套题1. 图示电路中二个非线性电阻元件的伏安关系均为⎩⎨⎧<>=002R R RR i i i k u （1）设S 是理想的电压源。

电阻串联和电阻并联电路哪个消耗的功率大？（2）若S 为理想的电流源，又是哪个电路消耗的功率大？答案：（1）S 是理想的电压源时，电阻并联电路消耗的功率大；（2）S 为理想的电流源时，电阻串联电路消耗的功率大。

2. 含理想二极管D 的电路如图所示，已知电阻R =200Ω。

分别给出：（1）U S =0V ；（2）U S =20V 时伏安特性关系式I =f (U )及U 1=f 1(U )，并画出相应的特性曲线。

答案：(1) U S =0V （2）U S =20VU S DR 串联电路并联电路3. 图示电路中，二端元件N 的伏安特性为⎩⎨⎧<>+=0 0012I I I U 求电路中的电压U 、电流I 和I 1。

答案：I =1A ，U =2V ，I 1=1A 。

4.图示电路中已知电阻R 1=R 2=25Ω，R 3=50Ω，电流源I S =3.2A ，非线性电阻的伏安特性曲线如右图所示。

求：流过非线性电阻的电流I 以及电流源I S 发出的功率。

答案：I =0.2A ； P IS 发 =184w5. 图示电路中非线性电阻元件的伏安特性为：⎩⎨⎧<>=-0 001024u u u i ，直流电压U S 和小信号电压u S (t )=10-3sin(ωt )V 共同作用于电路，直流电压U S 使得非线性电阻工作在10V 电压上。

求由小信号作用在输出电压中的增量u out 。

II S8V U -+u SU u out +-答案：mV sin 5.0t u out ω=6. 已知图示电路中2个MOSFET 均工作在饱和区。

假定这2个MOSFET 的特性相同，且特性参数K =4mA/V 2，U T =1V 。

求该电路的输出电压u o 。

第六章 简单非线性电阻电路分析由电压源、电流源和电阻元件构成的电路，称为电阻电路。

由独立电源和线性电阻构成的电阻电路，称为线性电阻电路，否则称为非线性电阻电路。

分析非线性电阻电路的基本依据仍然是 KCL 、KVL 和元件的VCR 。

非线性电阻电路的一般分析方法已超出本课程的范围。

本书只讨论简单非线性电阻电路的分析，为学习电子电路打下基础。

§6－1 非线性电阻元件电压电流特性曲线通过u -i 平面坐标原点直线的二端电阻，称为线性电阻；否则称为非线性电阻。

按照非线性电阻特性曲线的特点可以将它们进行分类。

其电压是电流的单值函数的电阻，称为流控电阻，用u =f (i )表示；其电流是电压的单值函数的电阻，称为压控电阻，用i =g (u )表示。

图6-1图(a)所示隧道二极管是压控电阻。

图(b)所示氖灯是流控电阻。

图(c)所示普通二极管既是压控电阻，又是流控电阻。

图(d)所示理想二极管既不是流控电阻，又不是压控电阻。

其特性曲线对称于原点的电阻，称为双向电阻；否则称为单向电阻。

图(b)所示氖灯是双向电阻，图(a)、(c)、(d)所示隧道二极管、普通二极管和理想二极管都是单向电阻。

单向性的电阻器件在使用时必须注意它的正负极性，不能任意交换使用。

理想二极管是开关电路中常用的非线性电阻元件。

其参考方向如图6－1(d)所示时，其电压电流关系为：图6-2§6－2 非线性电阻的串联与并联由线性电阻串联和并联组成的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性电阻，其电阻值可用串联和并联等效电阻的公式(2－l)、(2－2)求得。

00 0>=<=i u u i 当当1)2( 1-==∑=n k k R i u R 2)(2 -==∑n k G i G由非线性电阻(也可包含线性电阻)串联和并联组成的单口网络，就端口特性而言，等效于一个非线性电阻，其VCR 特性曲线可用图解法求得。

一、非线性电阻的串联图6－3(a)表示两个流控非线性电阻的串联，它们的VCR 特性曲线u 1=f 1(i 1)和u 2=f 2(i 2)如(b)中曲线①、②所示。

S形特点a)对每一电流值有唯一的电特点N形u 特点注意（1）静态电阻与动态电阻都与工作点有关，当P 点位置不同时，R 与R d 均变化。

（2）对压控型和流控型非线性电阻，伏安关系曲线的下倾段R d 为负，因此，动态电阻具有“负电阻”性质。

第 6 页uiOui O例题一非线性电阻的伏安关系3100ii u +=(1)求i 1= 10mA ，i 2= 10A 时对应的电压u 1，u 2；第7 页(2)求i =2cos(314t )A 时对应的电压u ；(3)设u 12= f (i 1+ i 2)，u 1= f (i 1)，u 2= f (i 2)，问是否有u 12= u 1+ u 2？解()()333311110010010101010u i i --=+=⨯⨯+⨯1.000001V =332221001001010u i i =+=⨯+2000V 1000V=≈当输入信号很小时，可以把非线性问题线性化。

第8 页(1)i 1= 10mA ，i 2= 10A 时的电压u 1，u 2；1V≈(2)i =2cos(314t )A 时对应的电压u314cos 8314cos 200100 33t t i i u +=+= 200cos3146cos3142cos942u t t t=++θ3cos 4 cos 3 3cos -=-θθ 电压u 中含有3倍频分量,因此利用非线性电阻可以产生频率不同于输入频率的输出。

第9 页()206sin 3142sin 942Vt t =+3312121212100()()3()i i i i i i i i =+++++2112 u u u +≠叠加定理不适用于非线性电路。

(3)设u 12= f (i 1+ i 2)，u 1= f (i 1)，u 2= f (i 2)，问是否有u 12= u 1+ u 2？3212112)()(100 i i i i u +++=33121122100100u u i i i i+=+++第10 页()()331212100i i i i=+++线性含源电阻网络+-应用KVL 得：ooi 解答）图解法S+-+-2V舍去。