電子電路中的元器件，很多是非線性元件，如半導(dǎo)晶體管、開環(huán)運放器等。對非線性元器件電路的分析和計算，是電子技術(shù)教學(xué)中的一大難點。下面介紹幾種分析非線性電路的分析方法。

1、圖解分析法

1.1、非線性元件的伏安特性圖解

在模擬電子電路中，用圖解的方法，說明非線性元件晶體管的伏安特性、輸入特性和輸出特性，比較直觀明了，有助于學(xué)生對非線性元件晶體管工作特性的理解。

半導(dǎo)體二極管伏安特性：二極管的伏安特性曲線直觀地表明了，加在二極管端電壓與流過二極管的電流之間的關(guān)系，是非線性關(guān)系，如圖1所示。

半導(dǎo)體三極管伏安特性：三極管的輸入特性曲線表明：三極管的輸入電壓與輸入電流之間的關(guān)系，是非線性關(guān)系;同樣，三極管的輸出特性曲線表明，其輸出集電極電流IC與輸出集一射極電壓UCE之間為非線性關(guān)系。如圖2所示。

1.2、圖解法求取放大電路靜態(tài)工作點

在非線性元件晶體管組成的放大電路中，靜態(tài)工作點Q值的求取，可用圖解的方法來確定。在三極管的輸出特性曲線上，畫直流通路得出的且與負載電阻有關(guān)的直流負載線，它與晶體管的某條輸出特性曲線的交點Q稱為放大電路的靜態(tài)工作點，如圖2所示。

2、微變等效電路分析法

微變等效電路法，就是把非線性電路線性化。在放大電路中，把晶體管等效為一個線性器件。等效的條件是晶體管在小信號（微變量）情況下工作。這樣就能在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)，用直線段近似地代替晶體管的特性曲線。

2.1、晶體管的微變等效

在小信號作用下，晶體管的輸入B、E之間可用一個線性電阻等效代替。如圖1所示，當輸入電壓有一微小變化時，基極電流對應(yīng)一微小變化，兩者的比值即為晶體管的線性輸入電阻。同樣，在小信號作用下，晶體管的輸出電路可用一個受控制的電流源來等效代替。在圖2中，輸出特性曲線在放大區(qū)域內(nèi)可認為呈水平線，集電極電流的微小變化僅與基極電流的微小變化有關(guān)，而與C、E之間電壓無關(guān)，故集電極和發(fā)射極之間可等效為一個受控電流源。

2.2、放大電路的微變等效電路

將放大電路交流通路中的晶體管，用其微變等效電路代替，即得到放大電路的微變等效電路，如圖3所示。

3、非線性電路分析舉例

3.1、集成運算放大電路的非線性應(yīng)用

當集成運放通過外接電路引入正反饋或者開環(huán)時，運算放大器的輸入量和輸出量之間不再存在線性關(guān)系，而處于非線性工作狀態(tài)。集成運放則可構(gòu)成各種電壓比較器和矩形波發(fā)生器等。

3.2、電壓比較器的工作原理

運算放大器處在開環(huán)狀態(tài)時，由于電壓放大倍數(shù)極高，因而輸入端只要有微小電壓，運算放大器便進入非線性工作區(qū)域，其輸出電壓將達到最大值，成為非線性電路。

在圖4中，當ui《Ur時，運算放大器輸出高電平，當ui》Ur時，運放輸出低電平。

因此，以Ur為界，當輸入電壓ui變化時，輸出端反映出兩種狀態(tài)，高電位和低電位。圖4（b）表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的傳輸特性。

4、結(jié)語

非線性元器件，廣泛存在于電子電路中。在對電子產(chǎn)品的性能進行研究時，首先要分析電路工作原理、各單元電路的作用和相互聯(lián)系，才能確定電路的故障點，知曉電子產(chǎn)品改進的途徑等。好的電路分析方法，能有效地解決實際問題。