非线性电阻电路分析讲述.pptVIP

当输入信号的振幅很小时，可以用泰勒级数将i(t)在UQ处展开，如下所示作为近似分析，我们忽略高次项，得到以下方程 其中 （2-14） G称为小信号电导，其值由特性曲线在工作点Q的斜率确定。  式2-14表示时变分量ud(t)和id (t)间服从欧姆定律，隧道二极管表现为一个线性电阻。 将此式减去式2-11得到 将式2-14改写为 （2-15） 将式2-12代入式2-9中得到 （2-16） 根据式2-15、2-16，可以得到一个相应的电路模型：等效电源是电压源和电阻的串联，负载的等效电路是一个线性电阻，如图2-16所示。 图2-16 小信号电路模型 这个模型是用来计算时变分量ud(t)和id(t)的，称为小信号电路模型。由此电路模型可以得到以下两个公式 这说明隧道二极管工作于负电阻区域时，输出信号可以比输入信号大，图2-16电路能够作为一种电压放大器使用。 假设 和 ，则  用小信号分析方法来计算增量电压和电流的步骤是：1. 求直流工作点，用求非线性电阻特性曲线在工作点处斜率的方法，确定小信号电阻值。2. 画出小信号电路模型，用线性电路分析方法求各增量电压和电流。画小信号电路模型的方法是去掉原电路中的直流电源，用小信号电阻代替非线性电阻，再将电路图上的电压电流u和i改为增量电压ud和电流id。 【例2.5】图2-17(a)电路中的隧道二极管特性曲线图(b)中所示。已知 ， ， 。求隧道二极管上的小信号电压。  图2-17 例2.5图 解：1、求直流工作点 在图(b)上，通过(1V，0A)和(0V，12.5mA)两点作负载线，它与隧道二极管特性曲线交点Q的坐标为(0.6V， 5mA)。过Q点作曲线的切线，求得小信号电阻为 解：2、画出小信号电路模型，如图2-17(c)所示。求得隧道二极管上的小信号输出电压为 该输出电压的幅度比输入电压的幅度大，说明该电路有放大时变信号的作用。 4.1 实训目的1. 了解非线性电阻电路的一般分析方法。2. 掌握非线性电阻元件的组合特性。3. 掌握非线性电阻元件的应用。4.2 实训原理电路求解的基本依据都是KCL、KVL和元件的伏安特性，只是对于非线性电阻电路中非线性电阻元件的特性曲线是非线性的，对电路写出的电路方程是非线性方程。 技能实训4 非线性电阻电路的研究 4.2 实训原理 非线性元件的特性往往是以曲线的形式给出的，有时也可以用解析式近似描述，通常对非线性方程是无法用解析的方法求出最终结果的。这就是分析非线性电路要比分析线性电路复杂得多的原因。 对二极管其电阻正常数据为正向电阻约为几百~几千欧，反向电阻一般为兆欧级。根据伏安法测电阻的原理分析，测量二极管的正向特性时采用电流表外接法，测量反向特性时采用电流表内接法。 4.3 实训设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备 注 1 双路跟踪稳压稳流电源 0~32V,0~2A可调 二路 DG04 2 数字万用表 1 自备 3 双踪示波器 1 4 可变电阻箱 400Ω,0.9A 5 二极管 IN4742A510 1 4.4 实训内容 待测非线性电阻IN4742A510型二极管其最高反向工作电压为12V，最大正向工作电流为75mA。 4.4 实训内容1. 正向特性测试（1）在DH1718D-5型双路跟踪稳压稳流电源空载情况下打开电源开关，调节稳压电源输出电压为1Ｖ，关闭电源。（2）按图2-18正确接线，注意各元件极性要正确。电流表量程可选择75mA量程，电压表选择2V量程。调节滑线变阻器（400Ω，0.9A）使其输出电压为零。 图2-18 正向特性测试线路 （3）检查电路确认无误后通电，调节滑线变阻器使其输出电压从零逐渐增大。观察电流表及电压表的示数变化将数据填入实训表4-1中。（4）以电压U为横坐标，电流I为纵坐标，绘出电阻的伏安特性曲线，并求出不同电压对应的静态电阻值。 实训表4-1 正向特性测试数据 电压/V 0.00 电流/mA 0.0 75.0 2. 反向特性测试（1）在DH1718D-5型双路跟踪稳压稳流电源空载情况下打开电源开关，调节稳压电源输出电压为12V，关闭电源。（2）按图2-19正确接线，注意各元件极性要正确。电流表量程可选择100μA量程，电压表选择20Ｖ量程。调滑线变阻器（400Ω，0.9A）使其输出电压为零。 图2-19 反向特性测试线路 （3）检查电路确认无误后