电路原理作业四(二)

电路分析基础第四版课后答案第一章电路基本概念和定律1.1 电路基本概念1.什么是电路？2.什么是电流？3.什么是电压？4.什么是电阻？5.什么是电导？1.2 电路定律1.请简述欧姆定律的表达式及其在电路分析中的应用。

2.请简述基尔霍夫电流定律的表达式及其在电路分析中的应用。

3.请简述基尔霍夫电压定律的表达式及其在电路分析中的应用。

第二章电路分析方法2.1 参考方向和参考极性1.请简述参考方向在电路分析中的作用。

2.请说明电流方向和电压极性的确定方法。

2.2 串联与并联电路1.什么是串联电路？2.什么是并联电路？3.串联和并联电路的特点有哪些？2.3 电压分流和电流合并定律1.请简述电压分流定律的表达式及其在电路分析中的应用。

2.请简述电流合并定律的表达式及其在电路分析中的应用。

2.4 电阻网络简化1.什么是电阻网络简化？2.列举电阻网络简化的方法。

第三章基本电路3.1 电压源与电流源1.请简述理想电压源的特性及其在电路分析中的应用。

2.请简述理想电流源的特性及其在电路分析中的应用。

3.2 集总元件与非集总元件1.什么是集总元件？2.什么是非集总元件？3.请举例说明集总元件和非集总元件的特点。

3.3 电阻的平均功率和瞬时功率1.请简述电阻的平均功率和瞬时功率的计算方法。

3.4 等效电路和戴维南定理1.什么是等效电路？2.请简述戴维南定理及其在电路分析中的应用。

第四章变流电路4.1 正弦波电压和正弦波电流1.什么是正弦波电压？2.什么是正弦波电流？3.请简述正弦波电压和正弦波电流的特点。

4.2 交流电路中的电阻、电感和电容1.请简述交流电路中电阻、电感和电容的特性及其在电路分析中的应用。

4.3 相量法和复数法分析交流电路1.请简述相量法分析交流电路的基本原理。

2.请简述复数法分析交流电路的基本原理。

4.4 等效电路和史密斯图分析交流电路1.什么是等效电路？2.请简述史密斯图分析交流电路的基本原理。

第五章电流电压分析基础5.1 直流稳态分析1.什么是直流稳态？2.请简述直流稳态分析的基本步骤。

第一讲作业（电路和电路模型，电流和电压的参考方向，电功率和能量） 1. 如图1所示：U ＝ V ，U 1＝ V 。

2. 图1—4所示的电路中，已知电压1245U U U V===，求3U 和CAU3. 图示一个3A 的理想电流源与不同的外电路相接，求3A 电流源三种情况第二讲作业（电路元件，电阻元件，电压源和电流源）I 。

2. 求图示各电路的电压U 。

3. 图示各电路，求：(1) 图(a)中电流源S I 产生功率S P 。

(2) 图(b)中电流源S U 产生功率S P第三讲作业（受控电源，电路基本定律（VAR 、K CL 、K VL ））1. 图示某电路的部分电路，各已知的电流及元件值已标出在图中，求I 、s U 、R 。

2. 图示电路中的电流I = ( )。

3. 图示含受控源电路，求：(1) 图(a)中电压u 。

(2) 图(b)中2Ω电阻上消耗的功率R P 。

第四讲作业（电路的等效变换，电阻的串联和并联，电阻的Y形联结和△形连结的等效变换）1.图示电路中的acb支路用图支路替代，而不会影响电路其他部分的电流和电压。

2.电路如图，电阻单位为Ω，则R ab=_________。

3. 求图示各电路中的电流I 。

第五讲作业（电压源和电流源的串联和并联，实际电源的两种模型及其等效变换，输入电阻）1. 求图示电路中的电流I 和电压U ab 。

2. 用等效变换求图示电路中的电流I 。

.3. 求图示各电路ab 端的等效电阻ab R 。

第三章作业3-1、某电路有n 结点，b 支路，其树枝数为 ，连枝数为 ，基本回路数为 ；独立的KCL 方程有 个，独立的KVL 方程有 个，独立的KCL 和KVL 方程数为 。

3-2、电路的图如图，以2、3、4为树枝，请写出其基本回路组。

3-3、电路如图，用支路电流法列方程。

3-4、电路见图，用网孔分析法求I 。

3-5、用网孔电流法（或回路电流法）求解图2电路中电流I及电压U 。

第一章“电路模型和电路定律”练习题1-1说明题1-1图（a）、（b）中：（1）u、i的参考方向是否关联（2）ui乘积表示什么功率（3）如果在图（a）中u>0、i<0；图（b）中u>0、i>0，元件实际发出还是吸收功率（a）（b）题1-1图解：（1）图（a）中电压电流的参考方向是关联的，图（b）中电压电流的参考方向是非关联的。

（2）图（a）中由于电压电流的参考方向是关联的，所以ui乘积表示元件吸收的功率。

图（b）中电压电流的参考方向是非关联的，所以ui乘积表示元件发出的功率。

（3）图（a）中u＞0、i＜0，所以ui＜0。

而图（a）中电压电流参考方向是关联的，ui乘积表示元件吸收的功率，吸收的功率为负，所以元件实际是发出功率；图（b）中电压电流参考方向是非关联的，ui乘积表示元件发出的功率，发出的功率为正，所以元件实际是发出功率。

1-4 在指定的电压u和电流i的参考方向下，写出题1-4图所示各元件的u和i 的约束方程（即VCR）。

（a）（b）（c）（d）（e）（f）题1-4图解：（a）电阻元件，u、i为关联参考方向。

由欧姆定律u=Ri=104 i （b）电阻元件，u、i为非关联参考方向，由欧姆定律u = - R i = -10 i（c）理想电压源与外部电路无关，故u = 10V（d ）理想电压源与外部电路无关，故 u = -5V（e ）理想电流源与外部电路无关，故 i=10×10-3A=10-2A（f ）理想电流源与外部电路无关，故 i=-10×10-3A=-10-2A1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率（须说明是吸收还是发出）。

（a ） （b ） （c ）题1-5图解：（a ）由欧姆定律和基尔霍夫电压定律可知各元件的电压、电流如解1-5图（a ）故 电阻功率10220W R P ui ==⨯=吸（吸收20W ）电流源功率 I 5210W P ui ==⨯=吸（吸收10W ） 电压源功率U 15230W P ui ==⨯=发（发出30W ）（b ）由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图（b ）故 电阻功率 12345W R P =⨯=吸（吸收45W ）电流源功率 I 15230W P =⨯=发（发出30W ） 电压源功率U 15115W P =⨯=发（发出15W ）（c ）由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图（c ）故 电阻功率15345W R P =⨯=吸（吸收45W ） 电流源功率 I 15230W P =⨯=吸（吸收30W ） 电压源功率U 15575W P =⨯=发（发出75W ）1-16 电路如题1-16图所示，试求每个元件发出或吸收的功率。

实验一电位、电压的测定及电路电位图的绘制一．实验目的1．学会测量电路中各点电位和电压方法。

理解电位的相对性和电压的绝对性；2．学会电路电位图的测量、绘制方法；3．掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。

二．原理说明在一个确定的闭合电路中，各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。

据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。

若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。

而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。

在电路中，电位参考点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同，但其各点电位变化的规律却是一样的。

三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表2．恒压源（eel－i、ii、iii、iv均含在主控制屏上，可能有两种配置（1）+6v（+5v），+12 v，0～30v可调或（2）双路0～30v可调。

）3．eel－30组件（含实验电路）或eel－53组件四．实验内容实验电路如图1－1所示，图中的电源us1用恒压源中的+6v（+5v）输出端，us2用0～+30v可调电源输出端，并将输出电压调到+12v。

1．测量电路中各点电位以图1－1中的a点作为电位参考点，分别测量b、c、d、e、f各点的电位。

用电压表的黑笔端插入a点，红笔端分别插入b、c、d、e、f各点进行测量，数据记入表1－1中。

以d点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表1－1中。

图 1－12．电路中相邻两点之间的电压值在图1－1中，测量电压uab：将电压表的红笔端插入a点，黑笔端插入b点，读电压表读数，记入表1－1中。

按同样方法测量ubc、ucd、ude、uef、及ufa，测量数据记入表1－1中。

第二次作业1．（1）随着MOS 器件尺寸不断缩小，栅氧化层的厚度也必须同时减薄。

在此情况下，请问MOS 器件对Na ＋的玷污的敏感度是增加了还是降低了，为什么？（2）在栅氧化层厚度不断减薄的情况下，对于硅片衬底的掺杂（或者器件沟道区的阈值电压的调整注入），必须采用什么样的措施才能保证器件的阈值电压不变，为什么？答：（1）根据阈值电压2TH FB f oxoxV V φ=+ 当t ox 减小时，C ox 会增加，所以此时同样的载流子数量Q M 对V TH 有更小的影响，即MOS 器件对Na ＋的玷污敏感度会降低。

（2）通过上面的分析，可知，在t ox 减薄时，，C ox 增大，为使V TH 保持不变，衬底（或沟道区掺杂浓度N A 必须增大。

2．2、基于使水（H 2O ）中的氧（O 2）含量达到饱和并以此作为氧化剂的方法，目前已经提出了一种新的清洗程序，即采用H 2O/O 2取代H 2O 2。

假定硅片受到了微量的金、铁和铜原子的玷污，这种新清洗工艺能够有效去除杂质吗？为什么？答：如课文所述，清洗硅片表面金属离子包含了下面的化学原理： z e M Mz +−←⎯→+所以清洗金属离子机理就是使金属离子氧化变成可溶性离子，从而洗去，利用氧化剂来实现清洗硅片就要求此氧化剂的标准氧化势要低于被还原的金属离子，从而使金属离子失去电子。

从下表可知：O 2/H 2O 的氧化势大于Au ，低于Cu 和Fe ，所以O 2/H 2O 氧化剂可以去掉Cu 和Fe ，但无法去除金。

第三次作业1． 对于NA ＝0.6的曝光系统，设K1＝0.6，K2＝0.5，考虑100nm －1000nm 之间的波长，计算其在不同的曝光波长下的理论分辨率和焦深，并作图，图中标出常用的光刻波长（i 线，g 线，KrF ，ArF ），根据计算和图，请说明ArF 对于0.13um 和0.1um 技术是否足够？答：根据公式：10.60.6R k NAλλ==和2220.5()(0.6)DOF k NA λλ=±=±对g 线：λ＝436nm ，则R ＝436nm ，DOF ＝605.6nm 对i 线：λ＝365nm ，则R ＝365nm ，DOF ＝506.9nm 对KrF: λ＝248nm ，则R ＝248nm ，DOF ＝344.4nm 对ArF ：λ＝193nm ，则R ＝193nm ，DOF ＝268.0nm 所得图如下所示：2． 假定某种光刻胶可以MTF ＝0.3分辨图形，如果曝光系统NA ＝0.4，S ＝0.5，则采用i线光源时光刻分辨的最小尺寸是多少？答：由ppt 讲义上图知：MTF ＝0.3，S ＝0.5时，对应空间频率y ＝0.57y o i 线λ＝365nm ，00.41.80/0.610.61*365NA y u nmλ===m 即分辨率是每um 1.80×0.57＝1.02条所以最小线条的分辨尺寸为1/2pitch ＝0.49um ，pitch ＝0.98um第四次作业1． 根据表格1中给定的值计算光刻胶Az －1450的4个波长的CMTF 。

第1章电路模型和电路定律一、填空:1、—1.5A2、电路中某支路电流为1A-，表示该支路电流的真实方向与参考方向相反。

若电路电流I的参考方向由a→b,若电压与电流为非关联参考方向，则电压参考方向为 b→a 。

已知I=3A，U= -5V,则功率P= -15W ，是吸收功率（吸收或发出)。

3、电路中A、B两点的电位分别为U A=20V,U B=-20V，则两点间电压U AB= 40V 。

4、一个理想电流源串联5Ω电阻时，流过电阻电流为2A，当改变电阻阻值为10Ω时，流过电阻电流为 2A 。

5、电压源不允许短路，电流源不允许开路。

6、电路中电压U= 115 V。

7、6Ω； 8、U =16 V、R = 2Ω；9、2Ω；10、20V；11、理想电压源，串联，理想电流源，并联 .12、-6Ω二、选择1-5、D、B、B、A、A、6-11、A、C、C、A、B、A三、计算1．在指定的电压u和电流i参考方向下，写出下列元件u和i的约束方程（VCR）。

解：（a）u = -10i（b)u = —10V2、如图所示电路，已知15i A=-，21i A =，62i A=,求4i.解:i3 = i1+i2 = -5+1 = 4A ; i4 = i6-i3= 2-4 = —2A3、求电路中电流I、电压U及电阻的功率P。

解：（a）I = 2—4 = —2A U = 3I = —6V P = UI = 12W(b) I= 6-2 = 4A U = 2I= 8V P= UI= 32W4、图示电路中，分别计算两个电流源的功率，并判断是吸收还是发出功率。

图7解：3A 电流源吸收9w ；6A 电流源发出18w5、U ab=16V6、如图11所示，试计算ＵAC , ＵAD 。

解：闭合回路中电流为1A ，ＵAC =ＵBC = —1×（20+10）+ 2 = -28 V ＵAD =ＵBD =ＵBC + 2 = -26 V7、图示电路中，求： (1）当开关Ｋ合上及断开后，ＵAB =？ (2）当开关Ｋ断开后，ＵCD =?解：（1）当开关合上时，ＵAB = 0 V当开关断开时,沿最大回顺时针绕行,其电流I = -20/7 A ＵAB =12-6I —9 ＵAB = -99 / 7 V(2) 当开关Ｋ断开后，ＵCD = 9 – I ×1 = 43 / 7 V 8、试求图示电路的入端电阻R ab ，图中电阻的单位为欧。