线性电路

线性电路是指符合叠加原理的电子电路，电路F(x)在输入信号是其他输入信号的线性叠加ax₁(t) + bx₂(t)时，其输出也是输入信号x₁(t)和x₂(t)个别输出的线性叠加：

$F(ax_{1}+bx_{2})=aF(x_{1})+bF(x_{2})\,$

此电路称为线性电路，因为其输出电流、输出电压会是输入电流、电压的线性映射，这种线性和线性函数的线性不同。

在一般的概念下，电路元件的值是常数，不会随时间变化，此时线性电路的另一种定义是：在给予特定频率f的正弦输入电压或电流时，电路的稳态输出（可能是电压或是电流）也是相同频率f的弦波信号，元件参数是常数的线性电路也称为是非时变（linear time-invariant），简称LTI。

若以非正式的说法，线性电路中的电子元件数值（如电阻、电容、电感、增益等）都是定值，不会随电路中电流或电压的大小而改变。 线性电路可以将电子信号放大或是进行其他处理，不会造成信号扭曲。像声音录制和再现系统就是典型线路电路的例子。

另一种定义

线性电路定义里的叠加原理。也可以用以二个特性来表示：加成性和齐次，有时也会当作另一种定义的方式

• $F(x_{1}+x_{2})=F(x_{1})+F(x_{2})\qquad$ 加成性
• $F(hx)=hF(x)\qquad \qquad \qquad \qquad$ 齐次

因此，线性电路满足以下特性

1. 若输入是二个信号相加，其输出也等于二个信号个别输入后的输出的和。
2. 若输入信号$x(t)$乘以$h$倍，其输出信号也会乘以相同倍率。

线性元件和非线性元件

线性电路是指其中没有非线性零件的电路。线性电路的例子有放大器、微分器、积分器、线性电子滤波器，或是只由理想电阻器、电容器、电感元件、运算放大器（在非饱和区）以及其他线性电路元件所组成的电路。

非线性的电路元件有二极体、晶体管以及磁芯饱和的电感元件和变压器。有些元件会以非线性的方式运作，像是混频器、调变器、整流器、无线电接收器的检波器，以及数位逻辑电路。

重要性

线性非时变的电路很重要，这类的电路可以在不造成互调失真的情形下处理模拟信号。这表示在信号中不同频率的信号仍然分离，不会互相混合，产生新的频率（差拍）。

线性电路遵守叠加原理，在理解和分析上也比较简单。线性电路的统御方程是线性微分方程，可以用许多频域的数学技巧加以分析，像是傅里叶分析和拉普拉斯变换。对在这些电路也可以有较直觉的理解，可以用增益、相位、共振、带宽、品质因子、极点和零点之类来描述此一系统。线性电路的分析多半用科学计算机就可以进行。

相反的，非线性电路多半没有解析解，若要有准确的结果，需要用电子电路仿真软体（像是SPICE），利用数值分析方式进行分析。理想线性元件（像电阻器、电容器、电感器）的行为可以用单一参数（电阻、电容、电感）来描述。非线性元件则不行，需要透过描述函数或是函数图形等方式才能描述。因此要标示非线性电路的特性，需要的资讯会比线性电路要多。

小信号近似

主条目：小信号模型

像是电晶体之类的非线性元件，若在特定工作点附近施加小的交流信号，其行为近似于线性。因此在分析许多小信号的电路（例如电视接收器或是广播接收器）时，会用线性的小信号模型取代非线性元件，以便使用线性分析的技巧。

相对而言，所有的电路元件（就算是“线性”元件），随著信号大小的增加，总会出现非线性的特性。例如电源供应器提供给电路的电压会有上限。超过此上限，电压就不会继续增加，就有非线性的特性了。

相关条目

• 电路分析