清华大学2011年827电路原理考研真题
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清华大学硕士电路原理-7(总分:99.99,做题时间:90分钟)一、解答题(总题数:10,分数:100.00)1.下图所示电路中,当开关S闭合时,3个电流表的读数均为1A。
求开关S打开时,电流表A 1的读数。
(分数:10.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解当S闭合时,3个电流表的读数为当S打开时,电流表A 1的读数为2.下图所示电路为一三相电路,电源为对称三相电源。
开关S闭合时,3个电流表的读数均为5A。
求开关S打开后3个电流表的读数。
(分数:10.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解当开关S闭合时,电路为对称三相电路,3个电流表中的电流均为线电流,此时每相负载中的相电流为开关S打开后,一相负载断路,其余两相负载两端的电压不变,其中的电流也不变,所以,电流表A 2的读数仍为5A。
而A 1、A 2中的电流相当于对称运行时的相电流,即此时A 1、A 3的读数为2.89A。
3.三相对称电路如下图所示,测得功率表W 1的读数为2840W,W 2的读数为1204W,电流表A的读数为7.5A,求负载参数R和L(设电源频率f=50Hz)。
(分数:10.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解两块功率表的读数是三相电路吸收的总功率,即电阻消耗的功率。
设△形连接负载中每相负载流过的电流为I ab,每相负载的阻抗角为φ。
2011年清华大学研究生入学考试半导体物理、器件及集成电路试题150分,180分钟(请将答案写在答题纸上)一、 图示比较BJT 和MOSFET 饱和区,解释其产生物理机制二、 (15分)列举MOSFET 由于尺寸缩小引起的四种非理想效应,简要说明其产生的物理机制及对晶体管电学特性的影响三、 (10分)考虑一个npn 硅双极性晶体管,T=300K ,参数如下:3-18E cm 10N =,3-16B cm 10N =,s /cm 10D 2E =,s /cm 25D 2B =, s 107-0E 0B ==ττ,m μ1x E =,m μ7.0x B =。
已知复合系数为1,求共基极电流增益α、共发射极电流增益β。
四、 (15分)n+多晶硅P 型MOSFET ,空穴浓度3-16A cm 103N ⨯=,氧化层电荷2-1101=Qss'cm ,氧化层厚度为m μ05.0tox =,相对介电常数为,9.3ox =κ7.11s =κ,cm /F 1085.814-0⨯=κ,室温下310i /105.1cm n ⨯= ,V 0259.0qT k V 0t ==。
求以下三种情况的阈值电压:(a )V 0V BS =;(b )V 2V BS =;(c )V 2-V BS =五、(15分)均匀的n 型Si 样品,在左半部用稳定的光照均匀产生电子空穴对,产生率为g0,若样品足够长,求稳态时样品两边的空穴浓度分布。
(已知p0、p0τ、Lp)六、(15分)n+多晶硅P 型mos 系统,空穴浓度3-16A cm 103N ⨯=,氧化层电荷2-1101=Qss'cm ,相对介电常数为,9.3ox =κ7.11s =κ,cm /F 1085.814-0⨯=κ,室温下310i /105.1cm n ⨯= ,V 0259.0qT k V 0t ==。
若测得阈值电压为V 65.0V t0=,求氧化层厚度tox七、有一种硅材料形成的n +n 结,n +区掺杂浓度为5*1018 cm -3,n 区掺杂浓度为5*1014 cm -3。
清华大学硕士电路原理-1(总分:100.00,做题时间:90分钟)一、解答题(总题数:13,分数:100.00)1.求下图所示电路中1.4V电压源发出的功率P 1和0.5A电流源发出的功率P 2。
(分数:7.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解设电压源中的电流和电流源两端的电压参考方向如下图所示。
由图可得,U=1.4V则1.4V电压源发出的功率为P 1=1.4×(-0.3)=-0.42W0.5A电流源发出的功率为P 2=1.4×0.5=0.7W电路如下图所示,求:(分数:14.00)(1).a,b两点间开路电压U ab(分数:7.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解当a,b两端开路时,由KCL有I+3I=1,解得I=0.25A。
由此可得开路电压U ab =-6I+2=-0.25×6+2=0.5V(2).a,b两点间短路电流I ab(分数:7.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解设短路电流方向如下图所示。
由KCL有I+3I=1+I ab则由KVL有6I=2,即解得。
2.求下图所示电路中的电流I x。
(分数:7.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解由KCL及KVL,有5I x +(2+I x)×3+4I x =12解得I x =0.5A。
图一二、电路如图二所示,先求出ab 以左电路ab 端的戴维南等效电路,再求出支备。
已知电压源和电流源分别为:o()210sin100()22sin(10060s s U t tV i t t 图二三、已知图三电路中电流表A 的读数为3A ,电流表1A 和2A 读数相同,,画出图示电压、电流的相量图,并求出电阻2R 和感抗X 线圈吸收的有功功率和无功功率(电流表读数均为有效值)。
图三四、三相电路如图四所示,对称三相电源线电压380L U V ,接有两组三相负载。
一组为星形联接的对称三相负载,每相阻抗1(3040)Z j ,另一组为三角形联接,200,380B C Z j Z j 2A 的读数(有效值);(2)计算三相电源发出的平均功率。
图五六、图六中方框部分为一由线性电阻组成的对称二端口网络。
若现在和直流电压源。
测得2-2端口的开路电压为7.2V ,短路电流为的传输参数T1-1’处接一直流电流源,在端口2-2’接电阻网络(图,则电流源Is 应为多少?图六七,已知图七电路在0t 时,已达稳态(其中开关12,K K 闭合,开关当0t 时,四个开关同时动作(即开关12,K K 断开,开关12,K K 闭合)。
求开关动作后,经过多少时间电流()U t 到达零伏。
图七八电路的状态方程。
(整理成标准形[][][][x A x B U图八九、用运算法(拉普拉斯变换法)求图九电路中电容电压()U t,0t 。
已知:00()20100stU t tt,(0)2,()1L ci A U t V图九十、图十所示电路为一由电阻组成的无源网络R。
用不同的输入电压1U及负载电阻2R也进行实验,测得数据为:(图a电路)当124,1U V R时,122,1I A U V当126,2U V R时,1 2.7I A今保持16U V,网络R不变,去掉电阻2R,改接电容C,该电容原来充电,电容为 10uF (图b电路)。
当0t 时闭合开关K,求电容()?cU t图a第3页共3页图b图一端戴维南等效电路:电阻,求其功率P。
清华大学硕士电路原理-2(总分:100.00,做题时间:90分钟)一、解答题(总题数:13,分数:100.00)1.求下图所示电路中流过电阻R的电流I。
(分数:4.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解将题干图中受控电流源转换成受控电压源(下图所示电路)。
解法1:回路法(电阻单位为kΩ,电流单位为mA,电压单位为V)设回路电流如上图所示,则回路电流方程为解得I 3 =-2.45mA,则流过电阻R的电流I=-I 3 =2.45mA。
解法2:节点法选参考节点如上图(a)所示,节点电压方程为以上3式联立求解,得U 2 =7.36V,则。
2.电路如下图所示。
求图中1A电流源两端的电压U。
(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解按叠加定理将原电路分解为2个电路,如下图(a)和图(b)所示。
图(a)图(b)由图(a)得U"=-(3+2∥2)×1=-4V由图(b)得则U=U"+U"=-2V3.下图所示电路方框内是不含有独立电源的线性电阻网络。
aa"接直流电压U 1,bb"接直流电压U 2,cc"两端的开路电压为U 3。
已知U 1 =2V、U 2 =3V时,U 3 =1V;U 1 =3V、U 2 =2V时,U 3 =2V。
当U 1 = 10 V、U 2 =10V时,U 3应是多少?(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解由叠加定理,可设U 3 =K 1 U 1 +K 2 U 2,代入已知条件有解得。
清华大学硕士电路原理-9(总分:100.01,做题时间:90分钟)一、解答题(总题数:13,分数:100.00)1.已知一电路两端的电压为u(t)=(1+2sinωt+cos3ωt)V,流过的电流为i(t)=[1+sin(ωt+60°)+cos3(ωt-30°)]A,且知电压、电流取关联的参考方向。
求这个电路消耗的有功功率。
(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解根据非正弦周期电流电路平均功率的求法,该电路吸收的平均功率为P=U 0 I 0 +U 1 I 1 cosφ1 +U 3 I 3 cosφ3=1.5W2.已知题图(a)所示的互感电路中,原边线圈中有电流i,i的波形如题图(b)所示。
互感线圈的副边是开路的。
试定性画出该电路中u 2的波形。
(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解根据互感同名端的定义,互感电压所以,u 2的定性波形如题图(c)所示。
3.已知周期电流i为正弦函数每个周期中t=0至(如题图所示)。
求此电流i的有效值。
(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解根据周期电流有效值的定义,电流i的有效值为4.非正弦周期电压如题图所示,求其有效值U。
(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解根据有效值的定义,有5.求题图所示电路中电压u C的有效值U C。
清华大学硕士电路原理-12(总分:100.00,做题时间:90分钟)一、解答题(总题数:12,分数:100.00)1.如图所示电路接在理想电压源上,求该电路的时间常数。
(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解电路的时间常数与独立源无关。
独立电压源置零后,从电容两端看入的电阻网络为电阻R 1与R 2并联,所以该电路的时间常数为2.如图所示电路接在理想电流源上,求该电路的时间常数。
(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解独立电流源置零后,从电容两端看入的电阻网络为电阻R 1与R 2串联,所以该电路的时间常数为τ=(R 1 +R 2 )C3.电路如下图所示,求开关S闭合后电路的时间常数。
(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解开关S闭合、独立电流源置零后的电路如下图所示。
下图中从电感两端看入的等效电阻为R eq =2+(4+2)//3=4Ω所以电路的时间常数为4.电路如下图所示。
t=0时打开开关S(换路前电路已达到稳态)。
求i(0 + )和(分数:8.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:解由换路定律可得u C1 (0 + )=u C1 (0 - )=4V,u C (0 + )=u C (0 - )=8V0 +电路如下图所示,则5.电路如图所示,t=0时开关S闭合,求电容电压的初始值。
清华827电路原理考研真题(一)清华827电路原理考研真题分述:1、(1)理想变压器+并联谐振:理想变压器的副边借有并联的电感与电容,告诉了电感与电容支路的电流表读数相等,由这个条件可求出电路工作的频率值,再代入原边的电感值计算得到原边电路的阻抗,最后求出原边电流;(2)卷积:是一个指数函数和一个延时正比例函数的卷积,直接用公式计算即可,可以把指数函数选作先对称后平移的项,这样只需分三个时间段进行讨论即可;2、三相电路:(1)电源和负载均为星形连接,且三相对称,直接抽单相计算线电流;(2)共B接法的二表法测电路的三相有功功率,要画图和计算两块功率表的读数,注意的读数为负数;(3)当A相负载对中性点短路后求各相电源的有功,先用节点法求出各相电流,再计算各相电源的有功功率;3、理想运放的问题:共有2级理想运放,其中第一级为负反馈,第二级为正反馈,解答时先要判断出这一信息,然后(1)求第一级的输出,因为第一级运放是负反馈,故可以用“虚断”和“虚短”,得到输出(实为一个反向比例放大器);(2)求第二级的输出,因为是正反馈,所以“虚断”仍成立,但“虚短”不成立,不过,由正反馈的性质,运放要么工作在正向饱和区,要么工作在反向饱和区,即输出始终为,故可以假设输出为其中一个饱和电压,比较反相输入端和非反相输入端的电压值即可确定第二级的输出(实为一个滞回比较器);4、清华827电路原理考研一阶电路的方框图问题:动态元件是电容,它接在方框左端,首先告诉了方框右端支路上的电流的零输入响应,由此可得从电容两端看入的入端电阻,即为从方框左端看入的Thevenin等效电阻,其次可得到时刻的电量,画出这个等效电路图;然后改变电容值,改变电容的初始电压值,并在方框右端的支路上接上一个冲激电压源,求电容电压的响应:可以利用叠加定理,分解为零输入响应和零状态响应分别求解,零输入响应可根据前述Thevenin等效电阻直接写出,零状态响应可以先用互易定理(因为方框内的元件全是线性电阻,满足互易定理)结合前述“时刻的电量,画出这个等效电路图”得到左端的短路电流,再由Thevenin等效电阻进而得到从电容两端向右看入的Thevenin等效电路,然后先求阶跃响应,再求导得到冲激源作用下的冲激响应;最后叠加得到全响应;5、列写状态方程:含有一个压控电流源的受控源,有2个电容和1个电感,用直接法,最后消去非状态变量即可得解答;6、含有互感的非正弦周期电路(15分):(1)求电感电流,互感没有公共节点,无法去耦等效,只能用一般方法解,该题的电源有2种频率,有3个网孔,2个电感和1个电容,最关键的是左下角网孔的电源是电流源,因此可以设出电感电流的值,再由KCL表示出剩余支路的电流,最后对某一个网孔列写KVL,解方程即可得到要求的电感电流的值,只需列写一个方程,但要注意正确地写出互感电压的表达式;2)求电流源发出的功率,由第一问的解求出电流源两端的电压,即可得到解答;7、含有理想二极管的二阶电路:需要判断理想二极管何时关断、何时导通,这是解题的关键。