第4章非线性电路 及其分析方法 4.1非线性电路的基本概念与非线性元件 41.1非线性电路的基本概念 4.1.2非线性元件 4.2非线性电路的分析方法 4.2.1非线性电路与线性电路分析方法的异同点 422非线性电阻电路的近似解析分析 42.3非线性动态电路分析简介(*) 43非线性电路的应用举例 43.1C类谐振功率放大器 4.3.2倍频器 4.3.3跨导线性回路与模拟相乘器 434时变参量电路与变频器
第4章 非线性电路 4.1 非线性电路的基本概念与非线性元件 4.1.1 非线性电路的基本概念 4.1.2 非线性元件 4.2 非线性电路的分析方法 4.2.1 非线性电路与线性电路分析方法的异同点 4.2.2 非线性电阻电路的近似解析分析 4.2.3 非线性动态电路分析简介（*） 4.3 非线性电路的应用举例 4.3.1 C类谐振功率放大器 4.3.2 倍频器 4.3.3 跨导线性回路与模拟相乘器 4.3.4 时变参量电路与变频器 及其分析方法
41非线性电路的基本概念与非线性元件 411非线性电路的基本概念 电路是若干无源元件或(和)有源元件的有序联结体。 它可以分为线性与非线性两大类 1、从元件角度: 线性元件:元件的值与加于元件两端的电压或电流大小 无关。例如:R,L,C。 非线性元件:元件的值与加于元件两端的电压或电流大 小有关。例如:晶体管的/be,变容管的结电容Cy。 时变参量元件:元件的参数按一定规律随时间变化时。 例如:变频器的变频跨导g。 实际上,绝大多数物理器件,作为线性元件工作是有 条件的,或者是近似的
2 4.1 非线性电路的基本概念与非线性元件 4.1.1 非线性电路的基本概念 电路是若干无源元件或（和）有源元件的有序联结体。 它可以分为线性与非线性两大类。 1、从元件角度： 线性元件：元件的值与加于元件两端的电压或电流大小 无关。例如：R，L，C。 非线性元件：元件的值与加于元件两端的电压或电流大 小有关。例如：晶体管的 rbe ，变容管的结电容 CJ 。 时变参量元件：元件的参数按一定规律随时间变化时。 例如：变频器的变频跨导 g 。 实际上，绝大多数物理器件，作为线性元件工作是有 条件的，或者是近似的
2、从电路角度: 线性电路:线性电路是由线性元件构成的电路。它的输出输 入关系用线性代数方程式或线性微分方程表示。线性电路的 主要特征是具有叠加性和均匀性。 非线性电路:非线性电路中至少包含一个非线性元件,它 的输出输入关系用非线性函数方程(非线性代数方程或超越 方程)或非线性微分方程表示。非线性电路不具有叠加性与 均匀性。这是它与线性电路的重要区别 由于非线性电路的输出输入关系是非线性函数关系,当信 号通过非线性电路后,在输出信号中将会产生输入信号所没 有的频率成分,也可能不再出现输入信号中的某些频率成分。 这是非线性电路的重要特性。 时变参量电路:若电路中仅有一个参量受外加信号的控制 而按一定规律变化时,称这种电路为参变电路,外加信号为 控制信号。例如:模拟相乘器与变频器
3 2、从电路角度： 线性电路：线性电路是由线性元件构成的电路。它的输出输 入关系用线性代数方程式或线性微分方程表示。线性电路的 主要特征是具有叠加性和均匀性。 非线性电路：非线性电路中至少包含一个非线性元件，它 的输出输入关系用非线性函数方程（非线性代数方程或超越 方程）或非线性微分方程表示。非线性电路不具有叠加性与 均匀性。这是它与线性电路的重要区别。 由于非线性电路的输出输入关系是非线性函数关系，当信 号通过非线性电路后，在输出信号中将会产生输入信号所没 有的频率成分，也可能不再出现输入信号中的某些频率成分。 这是非线性电路的重要特性。 时变参量电路：若电路中仅有一个参量受外加信号的控制 而按一定规律变化时，称这种电路为参变电路，外加信号为 控制信号。例如：模拟相乘器与变频器
412非线性元件的特性 工作特性是非线性(大信号工作状态) 具有频率变换作用(产生新频率) 不满足叠加原理。 1、工作特性的非线性 常用的非线性元件有半导体二极管、双极型半导体三极管、 各类场效应管和变容二极管等。 它们的特性曲线的函数关系大体上可分为指数函数和幂函 数 两大类。前者在先修课程中已有介绍 变电容半导体二极管(简称变容管)的工作原理和特性
4 4.1.2 非线性元件的特性 工作特性是非线性（大信号工作状态）。 具有频率变换作用（产生新频率）。 不满足叠加原理。 1、工作特性的非线性 它们的特性曲线的函数关系大体上可分为指数函数和幂函 数 两大类。前者在先修课程中已有介绍。 变电容半导体二极管（简称变容管）的工作原理和特性。 常用的非线性元件有半导体二极管、双极型半导体三极管、 各类场效应管和变容二极管等
变电容半导体二极管(简称变容管)的工作原理和特性: 变容管是利用PN结来实现的 变容管利用的是势垒电容。 PN结是反向偏置的 =0时变容管的等效电容为C 变容指数是?,它是一个取决 于PN结的结构和杂质分布情况的 系数。缓变结变容管,其y=1/3。 突变结变容管,其=1/2 超突变结变容管,其y=2。 (1+11) 接触电位差为:
5 变电容半导体二极管（简称变容管）的工作原理和特性： 变容管是利用PN结来实现的。 变容管利用的是势垒电容。 PN结是反向偏置的。 V=0时变容管的等效电容为 C0 变容指数是 ，它是一个取决 于PN结的结构和杂质分布情况的 系数。缓变结变容管，其 =1/3。 突变结变容管，其 =1/2。 超突变结变容管，其 =2。 接触电位差为： 0 V C (1 ) 0 V C C + =