線性電路的疊加定理詳細(xì)分析-KIA MOS管

疊加定理

(1)疊加定理：線性電路中，任一支路的電流(或電壓)，等于每一獨(dú)立電源單獨(dú)作用于電路時(shí)，在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和。

(2)使用疊加定理求解電路，應(yīng)確定電路中各變量的參考方向(決定變量前的符號(hào))，畫(huà)出獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)的等效電路圖，在等效電路中求出相應(yīng)的待求變量，最后求取各獨(dú)立源單獨(dú)作用所得結(jié)果的代數(shù)和。

須注意以下問(wèn)題：

①疊加定理只適用于線性電路；

②在各獨(dú)立源單獨(dú)作用(求其等效電路)時(shí)，不作用的電源置零。電源置零的方法是電壓源用短路代替，電流源用開(kāi)路代替。

③功率不可用疊加定理的方法計(jì)算。④如果該線性電路中含有受控源，使用疊加定理時(shí)，應(yīng)將受控源作為一般元件始終保留在電路中。

線性電路的疊加定理

疊加定理：線性電路中，如果有多個(gè)“激勵(lì)”存在，則其“響應(yīng)”為每個(gè)“激勵(lì)”分別單獨(dú)作用時(shí)響應(yīng)的疊加。

這里的“激勵(lì)”是指獨(dú)立源，響應(yīng)是指電路中某個(gè)支路或元件上的電壓電流。每個(gè)激勵(lì)單獨(dú)作用時(shí)，其它激勵(lì)不作用，不作用的電壓源做短路處理，不作用的電流源做斷路處理。

為什么疊加定理只能用于線性電路，不能用于非線性電路呢？

以電阻為例說(shuō)明：

線性電阻和非線性電阻的區(qū)別可由其伏安特性曲線看出：線性電阻是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，如下圖中綠色線所示，該直線上各點(diǎn)的斜率（電阻）相等；非線性電阻則不然，如圖所示紅色線，是一條半導(dǎo)體二極管元件的伏安特性曲線，該直線上各點(diǎn)的斜率（電阻）不相等，也就是說(shuō)其電阻值隨外加電壓、電流值改變而改變（非線性電阻）。

假設(shè)電阻為線性電阻，阻值為R，

現(xiàn)有一個(gè)電壓U1加到該電阻上，根據(jù)歐姆定理可得電阻上的電流：I1=U1/R；

若為電壓U2加到該電阻上，根據(jù)歐姆定理可得電阻上的電流：I2=U2/R；

若為電壓U1、U2同時(shí)作用，即U3=U1+U2加到該電阻上，根據(jù)歐姆定理可得電阻上的電流：I3=（U1+U2）/R=I~1~+I~2~；顯然滿足疊加原理。

如果該電阻是非線性電阻，則：

現(xiàn)有一個(gè)電壓U1加到該電阻上，根據(jù)歐姆定理可得電阻上的電流：I1=U1/R1；

若為電壓U2加到該電阻上，根據(jù)歐姆定理可得電阻上的電流：I2=U2/R2；

若為電壓U1、U2同時(shí)作用，即U3=U1+U2加到該電阻上，根據(jù)歐姆定理可得電阻上的電流：I3=（U1+U2）/R3；

因?yàn)榉蔷€性電阻不同電壓的電阻值不相等，所以R1≠2≠3，所以I3≠I1+I2。顯然疊加定理不再成立。

也可以直接在伏安特性曲線上觀察得到：如下圖所示，U3=U1+U2，只有線性的伏安關(guān)系（圖中綠色線），才有I3=I1+I2。否則對(duì)于紅色線，當(dāng)電壓為U3=U1+U2時(shí)，電流I不等于I1+I2。

同理以及功率的計(jì)算，因?yàn)楣β逝c電壓電流是非線性關(guān)系：P=I^2^R（U^2^/R），所以也不能直接使用疊加原理計(jì)算功率。

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