تمام مدارات الکترونیکی غیرخطی هستند، این یک واقعیت پایه در الکترونیک است. فرض خطی بودن که زیربنای اکثر تیوری های مدرن مداری امروزی را تشکیل میدهد، در واقعیت یک نوع تقریب بشمار می آید. بعضی از مدارات مانند تقویت کننده های سیگنال کوچک در اصل به صورت ضعیف غیرخطی هستند، با این حال در مدار به صورت المان های خطی درنظر گرفته می شوند. گونه ای دیگر از مدارات مانند چندبرابر کننده های فرکانسی از این قابلیت غیرخطی در مدارات خود استفاده می کنند و اگر خاصیت غیرخطی بودن وجود نداشت عملاً ساخت این مدارات امکان پذیر نبود. مسلماً طراحی مدارات غیرخطی بسیار پیچیده تر از مدارات خطی است و موضوعات فراوانی از جمله مدلسازی المان های غیر خطی و آنالیز این مدارات را در بر می گیرد، که هر دو این موارد در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته اند. در این تحقیق ابتدا به مطالعه اثرات غیر خطی پرداخته و روش های آنالیز مدارات غیر خطی را بررسی می کنیم . سپس مدلسازی ادوات نیمه هادی بیان شده و روابط بین این مدل ها استخراج می شود، در ادامه روش توازن هارمونیکی را مورد بررسی قرار می دهیم و روند اجرای این تحلیل غیر خطی را بیان می کنیم، روش سری ولترا را به عنوان روش اصلی مورد استفاده در این پایان نامه در فصل جداگانه ای بیان کرده و روش های بدست آوردن تابع انتقال غیر خطی مورد استفاده در این تحلیل را استخراج می کنیم، بدنبال آن از مدل های ارایه شده در بخش مدلسازی ادوات نیمه هادی استفاده کرده و عناصر غیر خطی موجود در ساختار ترانزیستور دو قطبی را مدل می کنیم. از روش بهینه مشخص شده برای آنالیز سری ولترا که در فصل تحلیل توسط سری ولترا بدست آوردیم استفاده کرده و جملات مربوط به اعوجاج میان مدوله سازی غیر خطی های مختلف موجود در ساختار ترانزیستور را با در نظر گرفتن پارامتر دما و با تفکیک عوامل مختلف ارایه شده در مدلسازی این ناخطی ها استخراج می کنیم، گرچه نتایج بدست آمده در بخش های مختلف این پایان نامه بر اساس پایه ریاضی محکم استوار بوده و روند بدست آوردن تمامی معادلات در بخش های مختلف ذکر شده است ولیکن در انتها برای بررسی صحت نتایج خود از نرم افزار matlab استفاده کرده و نتایج عددی روابط بدست آمده را با پیاده سازی یک برنامه gui در این نرم افزار با نتایج عددی بدست آمده در نرم افزار microwave office مقایسه می کنیم.