非线性电阻电路分段线性分解拟合及仿真
2012-08-23葛年明马鑫金龚秋英
电气电子教学学报 2012年1期
葛年明,马鑫金,龚秋英
(三江学院电工电子实验中心,江苏南京 210012)
0 引言
在电路分析中,线性电阻元件的伏安特性可由欧姆定律u=Ri表示,在u-i平面是通过原点的一条直线。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。由线性电阻元件构成的电路,称为线性电阻电路,否则称为非线性电阻电路[1]。由于非线性电阻本身的特殊性,因而分析研究非线性电阻具有重要意义。
非线性电阻可用一个函数关系式来表征,或可用一条图解曲线的方法表示。在图解法中,某些非线性电阻的伏安特性曲线可以分段线性化,对每段线性区域都可以用线性电路的计算方法分析。而分析非线性电阻电路的基本依据仍然是基尔霍夫定律和元件的伏安特性[2]。
1 非线性电阻元件的伏安特性
(1)常见电路元件的伏安特性
对于一个二端元件,不论内部组成,其端口电压与电流的关系可以用u-i平面的一条直线或曲线表示。常见的二端电阻元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻。伏安特性如图1所示。运用这些元件串、并联或混联就可得到各种单向单调的非线性伏安特性曲线,故用分段线性化的方法即可拟合得到非线性二端电阻的电路。

图1 常见的二端电阻元件及伏安特性
(2)凹电阻[3]
当两个或两个以上元件串联时,电路的伏安特性图上的电压是各元件电压之和。如图2(a)所示,是将图1中的(a)、(e)、(f)三个元件串联组成,其伏安特性曲线如图2(b)所示。……
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