电路chapter 3(上)
数电3
Chapter 3 逻辑代数Logic Algebra逻辑代数是由George Boole 在1849年提出的，也被称为Boolean 代数. 逻辑代数是按照逻辑规律运算的代数，是分析和设计数字电路不可缺少的基础数学工具.fz=x),(y输入: x, y，是逻辑变量;输出: z，逻辑变量;逻辑映射关系: f，表示从x y到z的逻辑关系映射逻辑变量由一个符号表示。
任何一个逻辑变量只有0和1两个可能的取值.1逻辑代数不同于算术(arithmetic).算术的基本运算是：加、减、乘、除算术的基本运算是加减乘除‘addition’, ‘subtraction’, ‘multiplication’ and ‘division’.逻辑代数的基本运算是：与、或、非‘AND’, ‘OR’, ‘NOT’.逻辑代数必须按照逻辑代数的基本规律进行运算,比如结合律、交换律、摩根定理等等。
23)3) 对偶规则Duality+用•替换,所有求对偶式的方法，把所有的 用替换, 所有的•用+替换, 所有的1用0替换, 所有的0用1替换.•函数F +新函数F '新函数’F的对偶式如果F 成立，10F 被称为函数F的对偶式. 如果F 成立，则对偶式F ’也成立.求对偶式与求反函数的区别：7反变量与原变量互相替换1例1: 把下列函数转换成标准与或式F(A,B,C) = AB + BC + ACSOP formAB(C C) BC(A A) AC(B B)=AB(C+C)+BC(A+A)+AC(B+B)= ABC + ABC + ABC + ABC= m7+ m6+ m3+ m5∑=)7,6,5,3(m标准与或式注: F(A,B,C)字母必须写全,字母的顺序不能随意改变，涉及最小项编号20字母的顺序不能随意改变，涉及最小项编号举例F(A,B,C) =3m12(,,)∑),,(= ABC + ABC + ABCF(B,A,C) ∑=)3,2,1(m=BAC+BAC+BACBAC + BAC + BAC21从真值表中我们可以发现，当ABC 取某一组值时, 只有个最大项值为0使某一最大项为,ABC 取值的二进制数对应的十进制数一个最大项值为0, 其他都等于1某最大项为0时, ABC 取值的进制数对应的十进制数为此最大项的编号3A B C例:3 变量A, B, C = A+B+C (010 A+B+C = 0)M (使)A+B+C M 4=24变量A,B,C,DA+B+C+D M =A+B+C+D2M 10=24F : SOP form F(A,B,C) = Σm (2,3,6,7) F 1与或式12F : POS form= ΠM (0,1,4,5) F 2或与式2F 1F F =F =F 000A B C F001M M m F = F 1= F 20 0 00 0 101002m 3F 1说明函数何时为10 1 00 1 11001145M M F 2说明函数何时为01 0 01 0 100m 6m 71 1 01 1 11127标准与或式和标准或与式是同一个逻辑关系的两种表达方式§3.3逻辑函数的公式化简个数许种式同一个逻辑函数可以写成许多种不同的形式如比如:XZ是冗余项F = XY + YZ (AND –OR)与或式= ( X + Y )( Y + Z ) (OR –AND)或与式= XY • YZ ( NAND –NAND) 与非-与非式XY YZ= X+Y + Y+Z ( NOR –NOR) –(NO NO)或非或非式＝XY + YZ ( AND –OR –NOT) 与或非28§3.4卡诺图(Karnaugh map)化简逻辑函数(Karnaugh map)3.4.1 卡诺图卡诺图类似于真值表，它给出了输入变量的所有可能的组合和相应的函数值。
数字集成电路习题(第三章)
0. Explain qualitatively
4
Chapter 3 Problem Set a. Write down the equations (and only those) which are needed to determine the voltage at node X. Do NOT plug in any values yet. Neglect short channel effects and assume that λp = 0. b. Draw the (approximative) load lines for both MOS transistor and resistor. Mark some of the significant points. c. Determine the required width of the transistor (for L = 0.25µm) such that X equals 1.5 V. d. We have, so far, assumed that M1 is a long-channel device. Redraw the load lines assuming that M1 is velocity-saturated. Will the voltage at X rise or fall?
Table 0.2 Measurements taken from the MOS device, at different terminal voltages.
Measurement number 1 2 3 4 5 6 7 8.
VGS (V) -2.5 1 -0.7 -2.0 -2.5 -2.5 -2.5
R1 = 2kΩ + 2.5 V – ID R2 = 2kΩ
电路基本分析 主编石生 第3章 电路分析的网络方程法
Chapter 3
小结： 小结： 1.对于n个节点，b条支路的电路： 1. 独立的KCL方程数为n-1个；独立的KVL方程数为b-(n-1)个。 2.2b方程法和支路电流法是KCL、 KVL的直接应用。 2. 2b方程法：电路变量是支路电压和支路电流，共2b个， 列写出(n-1)个独立的KCL方程， b-(n-1)个独立的KVL方程以 及b个支路电压电流方程，共2b个方程联立求解。 支路电流法：电路变量为支路电流，共b个，列写出(n-1) 个独立的KCL方程，b-(n-1)个独立的KVL方程同时代入支路 电压电流关系，共b个方程联立求解。
7u1 - 3u 2 - 4u 3 = -11 - 3u1 + 6u 2 - 2u 3 = 3 此式可直接列出 - 4u1 - 2u 2 + 11u 3 = 25
u1
3S i1 2S 8A 1S 3A
2
u2
2S
u3
25A
节点3：2(u3-u2)+4(u3-u1) +5u3=25
i3
5S
2Ω 1Ω IX I
u2
u1 = 14 − 1u1 + (1 + 0.5)u2 + I = 3
+ _
14 V
+
2Ω
_
8V
u3
1Ω
− 0.5u + (1 + 0.5)u − I = 0 1 3 u2 − u3 = 8 (附加方程)
解得： u1=14V u2=12V u −u 所以： IX = 1 3 = 5A 2
熟练后可直接由原图列节点电压方程。 uS 注意：R→ G， iS = ，且uS正极指向节点的 R 等效电流源项取“+”，反之取 “-”。
数字集成电路分析与设计 第三章答案
CHAPTER 3P3.1. The general approach for the first two parameters is to figure out which variables shouldremain constant, so that when you have two currents, you can divide them, and every variable but the ones you want to calculate remain. In this case, since the long-channel transistor is in saturation for all values of V GS and V DS , only one equation needs to be considered:()()2112DS N OX GS T DS W I C V V V Lμλ=-+ For the last two parameters, now that you have enough values, you can just choose oneset of numbers to compute their final values.a. The threshold voltage, V T0, can be found by choosing two sets of numbers with the same V DS ’s but with different V GS ’s. In this case, the first two values in the table can be used.()()()()()()211122222201022001121121.2 1.210000.82800.8DS N OX GS T DS DS N OX GS T DS T DS T DS T T W I C V V V L W I C V V V LV I V I V V μλμλ=-+=-+-⎛⎫-===⎪--⎝⎭ 00.35V T V ∴=b. The channel modulation parameter, λ, can be found by choosing two sets of numberswith the same V GS ’s but with different V DS ’s. In this case, the second and third values in the table can be used.()()221 1.225010.8247DS DS I I λλ+==+ -10.04V λ∴=c. The electron mobility, µn , can now be calculated by looking at any of the first three sets of numbers, but first, let’s calculate C OX .631062-31m 10μm22?.210μm1m 10 0.0351 1.610/2.210OX OX t C F cm--=⨯⨯===⨯Now calculate the mobility by using the first set of numbers.()()()()()()()()()()()()22111021262101111 1.21 1.222210002cm 348V-s 1.610(4.75)1.20.3510.04 1.21DS N OX GS T DS N OX T DS N OX GS T DS W W I C V V V C V L LA I W C V V V L μλμλμμλ-=-+=-+===⨯-+-+d. The body effect coefficient gamma, γ, can be calculated by using the last set of numbers since it is the only one that has a V SB greater than 0V.()()()()244124414411221 1.20.468VDS N OX GS T DS DS GS T N OX DS GS T T GS W I C V V V LI V V W C V LV V V V μλμλ=-+-=+-==-==12000.6VT T T T V V V V γγγ=+-====P3.2. The key to this question is to identify the transistor’s region of operation so that gatecapacitance may be assigned appropriately, and the primary capacitor that will dischargedat a rate of V It C ∂∂= by the current source may be identified. Then, because the nodes arechanging, the next region of operation must be identified. This process continues until the transistor reaches steady state behavior. Region 1:Since 0V GS V = the transistor is in the cutoff region. The gate capacitance is allocated to GB C . Since no current will flow through the transistor, all current will come from the source capacitor and the drain node remains unchanged.68-151010V V 6.67100.6671510s nsSB V I I t C C -∆⨯====⨯=∆⨯ The source capacitor will discharge until 1.1V GS T V V == when the transistor enters thesaturation region. This would require that the source node would be at 3.3 1.1 2.2V S G GS V V V =-=-=.()15961510 3.3 2.2 1.6510s 1.65ns 1010C t V I ---⨯∆=∆=-=⨯=⨯ Region 2:The transistor turns on and is in saturation. The current is provided from the capacitor atthe drain node, while the source node remains fairly constant. The capacitance at the drain node is the same as the source node so the rate of change is given by:68-151010V V 6.67100.6671510s nsSB V I I t C C -∆⨯====⨯=∆⨯ Since the transistor is now in the saturation region, GS V can be computed based on thecurrent flowing through the device.()22 1.1 1.37V 3.3 1.37 1.93VGS T GST S G GS kW I V V LV V V V V =-==+==-=-=This is where the source node settles. This means that most of the current is discharged through the transistor until the drain voltage reaches a value that puts the transistor at the edge of saturation.3.3 1.1 2.2VDS GS TD G T V V V V V V =-=-=-=If we assume that all the current comes from the transistor, and the source node remains fixed, the drain node will then discharge at a rate equal to that of the source node in the first region. Region 3:The transistor is now in the linear region the gate capacitance is distributed equally to both GS C and GD C . and both capacitors will discharge at approximately the same rate.-151510V0.28621510510nsV I A t C μ-∆===∆⨯⨯+⨯The graph is shown below.00.511.522.533.5024681012Time (ns)V o l t a g e (V )P3.3. The gate and drain are connected together so that DS GS V V = which will cause thetransistor to remain in saturation. This is a dc measurement so capacitances are not required. Connect the bulk to ground and run SPICE. P3.4. Run SPICE. P3.5. Run SPICE. P3.6. Run SPICE. P3.7. Run SPICE.P3.8. First, let’s look at the various parameters and identify how they affect V T .∙ L – Shorter lengths result in a lower threshold voltage due to DIBL. ∙ W – Narrow width can increase the threshold voltage.∙ V SB – Larger source-bulk voltages (in magnitude) result in a higher threshold voltage. ∙ V DS –Larger drain-source voltages (in magnitude) result in a lower threshold voltage due to DIBL. The transistor with the lowest threshold voltage has the shortest channel, larger width, smallest source-bulk voltage and largest drain-source voltage. This would be the first transistor listed.The transistor with the highest threshold voltage has the longest channel, smallest width,largest source-bulk voltage and smallest drain-source voltage. This would be the last transistor listed. P3.9. Run SPICE.P3.10. Run SPICE. The mobility degradation at high temperatures reduces I on and the increasemobile carriers at high temperatures increase I off . P3.11. The issues that prompted the switch from Al to Cu are resistance and electromigration.Copper wires have lower resistances and are less susceptible to electromigration problems. Copper on the other hand, reacts with the oxygen in SiO 2 and requires cladding around the wires to prevent this reaction.For low-k dielectrics, the target value future technologies is 2.High-k dielectrics are being developed as the gate-insulator material of MOSFET’s. This is because the current insulator material, SiO 2, can not be scaled any longer due to tunneling effects.P3.12. Self-aligned poly gates are fabricated by depositing oxide and poly before the source anddrain regions are implanted. Self-aligned silicides (salicides) are deposited on top of the source and drain regions using the spacers on the sides of the poly gate. P3.13. To compute the length, simply use the wire resistance equation and solve for L .LR TWRTWL ρρ==First convert the units of ρ to terms of μm. Aluminum:2.7μΩρ=cm 6Ω10μΩ⨯610μm100cm ⨯()()()0.027Ωμm1000.812963μm 2.96mm0.027RTWL ρ=====Copper:1.7μΩρ=cm 6Ω10μΩ⨯610μm100cm ⨯()()()0.017Ωμm1000.814706μm 4.71mm0.017RTWL ρ=====P3.14. Generally, the capacitance equation in terms of permittivity constants and spacing is:k C WL tε=a. 4k = ()()()()230048.8510 3.541100SiO k k C WL TL t S S Sεε-====b. 2k = ()()()()30028.8510 1.771100k k C WL TL t S SSεε-====The plots are shown below.Capacitance vs. Spacing01234567800.511.522.533.544.555.5Spacing (um)C a p a c i t a n c e (f F)。
电路第3次
求解下图电路中的电流,电压, 例 : 求解下图电路中的电流,电压,并验证功率平衡
解: I = 2 A
+ -
U = 2 × 2 = 4V
电阻的功率: 电阻的功率: 电压源的功率: 电压源的功率: 电流源的功率: 电流源的功率:
PR = 4 × 2 = 8W 吸收
PU s = 10 × 2 = 20W 发出 PI s = (4 10) × 2 = 12W
i (t )
L4 4 1 = 2 + ∫( 4τ + 20)d τ 44 t2 2 = ( + 5t 10) A 2 当 t ≥ 5s 时 0 1 2 3 4 5 t 1 i ( t ) = i ( 5 ) + ∫ u L (τ )dτ = 2.5 A 为一直线. 为一直线. L5
t
当 4 s ≤ t ≤ 5 s 时 为开口向下的抛物线,i(5)=2.5A 为开口向下的抛物线, t 1 UL/V τ τ = +
上式表明:电感在某一时刻所储存的磁场能量只与 上式表明:电感在某一时刻所储存的磁场能量只与 表明 该时刻电流(或磁链)的瞬时值有关. 有关 该时刻电流(或磁链)的瞬时值有关.因为电感中的 电流不能跃变,所以电感上的能量也不能跃变. 电流不能跃变,所以电感上的能量也不能跃变.
无源元件小结 的关系) 理想元件的特性 (u 与 i 的关系) R C L
di uL = L dt
duC i =C dt
u = Ri
1 uC = U C (t 0 ) + C
∫ i (τ )dτ
t t0
1 t i = I (t 0 ) + ∫ uL (τ )dτ L t0
注意: , 在不同电路中的作用 在不同电路中的作用: 注意:L,C在不同电路中的作用:
Chapter_3-通信电子线路(第3版)-陈启兴-清华大学出版社
式中，IB0与IC0、Ib1m与Ic1m、Ibnm与Icnm分别是基极电流和集电 极电流的直流分量、基波分量的振幅、n次谐波分量的振幅。
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3.2.2 丙类谐振功放的工作原理（续）
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3.2.2 丙类谐振功放的工作原理（续）
当n分别等于2，3，4，5时，并联谐振回路对应的阻 抗幅值分别为
Zp2
2RL
22 104 (22 1)2
2RL 4 9104
0.0067RL
Zp3
3RL
32 104 (32 1)2
3RL 9 64104
0.0038RL
Zp4
|Zp1|=Rp=RL
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3.2.2 丙类谐振功放的工作原理（续）
并联谐振回路n次谐波对应的阻抗幅值为
Z pn
1 R
1
1 jnC jn L
RL
1
j(nCRL
RL )
n L
L
RL 1 j(100n 100)
nRL n j100(n2 1)
n
nRL n2 104 (n2 1)2
gb
iB uBE
Ubz-----称为理想化晶体管的导通电压。
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3.3.1 晶体管特性曲线的理想化（续）
2. 正向传输特性曲线的理想化 正向传输特性曲线的理想化与输入特性曲线的是一致的.
.
UC
.
.
I C (t) Z p
I
c0
.
.
电路分析基础(英文版)课后答案第三章
0 = ¡26i1 ¡ 90i2 + 124i3
[a] Solving, i1 = 5 A; therefore the 80 V source is delivering 400 W to the circuit.
[b] Solving, i3 = 2:5 A; therefore p8− = (6:25)(8) = 50 W
v1 + v1 ¡ v2 = 4:5
1
8
53
54 CHAPTER 3. Techniques of Circuit Analysis
v2 + v2 ¡ v1 + v2 ¡ 30 = 0
12 8
4
Solving, v1 = 6 V v2 = 18 V Thus, i = (v1 ¡ v2)=8 = ¡1:5 A v = v2 + 2i = 15 V
DE 3.8 Use the lower node as the reference node. Let v1 = node voltage across the 7.5 − resistor and v2 = node voltage across the 2.5 − resistor. Place the dependent voltage source inside a supernode between the node voltages v and v2. The node voltage equations are
3
Techniques of Circuit Analysis
Drill Exercises
DE 3.1 [a] 11,8 resistors, 2 independent sources, 1 dependent source
第3章 CMOS gates解析
• 1.Logic level for CMOS Logic circuits • 2.CMOS inverter
Logic level for CMOS Logic circuits
5.0v 3.5v 1.5v 0v
Logic 1(high)
Undefined state
Logic 0(Low)
• 5.线‘与’逻辑(Wiring “AND” Logic)
1.EX-OR gate
(1).电路结构
T10 T4 T3 T1 T2 T6 T5
T9
p
T8
F=AB’+A’B
T7
=1
(2).异或门的性质及可编程性
• 电路符号
D A =1 En B F B En A D F
UDD
3.5v
+5v
-
-
0
1.5v
开
门
关
门
Vin (UGS)
CMOS inverter
Vout
VDD=+5v 5.0v
3.5V 1.5V
0.0v
Vin
Q2 p-Channel
Vout N-Channel Q1
＋５v
3.5v
Vin
Q1
Q2 on off
Vout 5.0v 0.0
0.0V off 5.0v on
MOSFET的结构和原理
N沟道增强型MOS管结构示意图及增强型MOS的符号
返回
图1.4.8
uDS ＝0时uGS对导电沟道的影响
uGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响
返回
N沟道增强型MOS管的特性曲线
返回
《电路分析基础》第3章电路等效及电路定理
端口特性：端口电压与电流的关系，表示为方程 （简称为VCR方程）或伏安特性曲线的形式。
明确的网络：当网络内的元件与网络外的某些变量无 任何能通过电或非电方式联系时，则称这样的网络为 明确的。
本书所讨论的单口网络均为明确的单口网络。
解: 伏安法：（1）先设受控源的控制量为1；（2）运用KCL及KVL
设法算得端口电压u和端口电流i；（3）根据电阻的VCR，算得输入 电阻。
a i2
c
i0
i1 - 2i0 +
设i0=1A 则uab=2V i1=0.5A
i2=1.5A ucd=4V
i3
i=2A
i3=0.5A
b
d
u= ucd +3i = 10V R u 5 i
u 11.66V
10
例2：图示电路，已知：
Us=1V, Is=1A时： U2=0 ； Us=10V, Is=0时： U2=1V ； 求:Us=0, Is=10A时：U2= ? 解： 根据叠加定理，有
U2 K1Is K2Us 代入已知条件，有
解得
0 K1 •1 K2 •1 1 K1 • 0 K2 •10
i1
u
i2
外施电压源法，即外施端口电压u，设
法求出端口电流i：
i2
u 3
i1
u
u
2
i i1 i2
u u u
32
(1 1 )u
32
在端口电压与端口电流对输入 电阻R为关联参考方向时：
Ru i
1
1 1
6 5 3
32
含受控源单口网络的等效电阻（输入电阻）可能为负值。25
电路ppt课件
低的意义等。
组合逻辑电路分析和设计方法
组合逻辑电路的分析方法
介绍组合逻辑电路的分析方法，包括真值表、卡诺图等。
组合逻辑电路的设计方法
详细阐述组合逻辑电路的设计方法，包括从需求到电路图的设计流程、设计思路等。
组合逻辑电路中的竞争与冒险
介绍组合逻辑电路中的竞争与冒险现象，包括产生原因、影响及解决方法等。
相量法分析步骤
根据电路结构列出节点电压方程或回路电流方程，将各元件的阻抗或 导纳代入方程中求解，得到各支路电流和节点电压的相量形式。
CHAPTER 05
暂态过程及分析方法
换路定则及初始值确定
换路定则
在电路状态发生变化时，电路中各电感电流和电容电压不能突变，必须保持连续性。
初始值确定
根据换路定则，求出电路中各元件在换路瞬间的初始值，包括电感的初始电流和电容的初始电压等。
模拟信号运算处理功能
1 2
比例运算电路
利用集成运算放大器的放大作用，实现输入信号 的比例运算，如同相比例放大电路和反相比例放 大电路。
加法运算电路
将多个输入信号进行加法运算，输出信号的幅度 和相位可通过电阻进行调整。
3
积分和微分运算电路
利用集成运算放大器的积分和微分作用，实现输 入信号的积分和微分运算，如RC积分电路和RC 微分电路。
数字逻辑门电路与组合逻辑 电路
数字逻辑门电路基础知识
01
数字逻辑门电路的定义
介绍数字逻辑门电路的基本概念和定义，包括与门、或门、非门等。
02
数字逻辑门电路的符号
展示数字逻辑门电路的符号表示方法，包括电路图符号和逻辑符号等。
03
数字逻辑门电路的工作原理
详细解释数字逻辑门电路的工作原理，包括输入与输出的关系、电平高
集成运算放大器
31
一、 镜像电流源电路
1、基本镜像电流源
设T1、T2的参数完全相同。
UBE1 = UBE2 = UBE，
IB1= IB2、IC1= IC2
基准电流
I REF
VCC
UBE R
IREF IC1 2IB IC（1 1 2 ）
IC2= IC1≈ IREF
1 >>2 /β
1）输出电流IC2与基准电流 IREF相等。把IC2看作是 IREF的镜像——镜像电流源。
2） IC2的大小仅取决于VCC和R，与温度无关。 32
2、精密镜象电流源
精密镜象电流源和普通镜象电流源相比，其
精度提高了 倍。
由于有T3存在，IB3将 比镜象电流源的2IB小β3倍。 因此IC2和IREF更加接近。
ro Rc 10k
uo与ui同相位。
2）求KCMR 10 0.5 2 5.1
KCMR
Aud Auc
50 100 0.5
28
3）改接后，电路由单端输 入变成任意输入。
uid uA uB 8 2 sint mV
uic 12（uA uB）
504 2 sin t mV
Chapter 3 集成运算放大器
集成运放简介 集成运放的单元电路 通用型集成运算放大器 集成运放的主要参数 集成运算放大器的电压传输特性
和理想模型 专用型集成运算放大器
1
3.1 集成运放简介
3.1.1 简介
集成电路是60年代初期发展起来的。 采用半导体制造工艺，在一小块硅单晶片上制作 具有特定功能的电子线路。 集成电路分为：模拟集成电路与数字集成电路。 在模拟集成电路中，运算放大器（早期用于模 拟计算机的数学运算）发展最早，应用最广泛。随 着集成技术与集成工艺的迅速发展，其他类型的模 拟集成电路也取得了非常大的进展，如混频器、调 制器、宽带放大器、高频放大器、功率放大器、电 压比较器、A/D或D/A转换器等
chapter3-恒定电场(zhang)
恒定电场
什么是恒定电场？
静电场：静止电荷产生的电场—静态平衡 恒定电流：
电荷的流动不随时间改变—动态平衡
恒定电场： 维持恒定电流的电场为恒定电场 传导电流—导电煤质中
传导电流是指大量排列在一起的电荷在受到外电场力的作用之下，朝着一个 固定的方向移动，因而实现电能的传导的。 每一个电荷位移十分微小的，仅仅在平衡位置附近运动。但由于电荷排列的 紧密，受力电荷通过与相邻电荷的碰撞，将能量传导给下一个电荷，瞬时传 到很远的地方。
解法二
U
I J dS J 2πrl
r
R2
R1
E
I E J 2πrl I
2π Rl
l
R2 dr I R2 U E dr ln R1 2π lr 2π l R1
I，J，E，P
2
恒定电场的基本性质
2.1 电流连续性方程:
从任一闭合面流出的总电流
(2)电流强度与电流密度的关系: I
S J dS
(3)运动电荷的体电流:已知运动电荷的体密
度v及运动速度v，如果在电流区域某点取一面
元dS垂直于电流方向，则在dt时间内，穿过dS的 电荷为：
dq v vdtdS
则：
J
dI dq / dt v v dS dS
J v v
J E
•
欧姆定律的积分形式只适用于稳恒情况，而欧姆定律的微分形式不仅对
稳恒情况，而且对非稳恒情况也适用。
例3-1：运用欧姆定理的微分形式推导图中均匀导电材料(长度为L,导电率为， 横截面为S)中的电压与电流关系式。 L 解：在导电材料内部，有：J=E，J与E的方向均与电流方向一致。在导体两 端点之间有：
Chapter3_Three-Phase_Circuits
220 0 V U A
U 220 0 A A 44 0 A (1) 线电流 I A RA 5
三相对称
44 120A I B
N
44 120A I C
中性线电流 I
I I 0 I A B C
(2) 三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分别计算各线电流
中性线电流
U 220 0 A IA A 44 0A RA 5 U 220 120 B IB A 22 120 A RB 10 U 220 120 C IC A 11 120 A RC 20
IN IA IB IC 44 0A 22 120 A 11 120 A 29 19 A
3.1
BALANCED THREE_PHASE VOLTAGES
3.1.1 对称三相电动势的产生
在两磁极中间，放一个线圈， 让线圈以ω 的速度顺时针旋转。 根据右手定则可知，线圈 中产生感应电动势，其方 向由AX。
N
A X
S
e
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈 两端便可得到单相交流电动势。
60o
0
wt
三相电动势的特征： 大小相等，频率相同，相位互差120º
-----称为对称三相电动势
(3).The phase sequence is the time order in which the voltages pass through their respective maximum values. (相序) The abc sequence or positive sequence. The acb sequence or negative sequence.
现代交换_chapter3
部控制工作都由中央处理机来承担。
3.2 电路交换系统基本功能
集中控制的优点：处理机能掌握整个系统的
状态；可以到达所有资源，功能的改变一般都 在软件上进行，比较方便。
集中控制的缺点：软件包要包括各种不同特
性的功能，规模庞大不便于管理，而且易于受 到破坏。
流入话务量和完成话务量
流入话务量：是指话源产生的话务量，即流入系
统的话务量。
完成话务量：指完成了接续的那部分话务量A完。
损失话务量：流入话务量与完成话务量之差A损 。
利用度
利用度是指在一个线群中，一条入线所能选到
的出线数，一般用D表示。 设某线群的出线数为M，利用度为D，则：
D=M：全利用度线群；
模拟用户接口
监视 S
监视用户线回路的通／断状态。
模拟用户接口
编译码和滤波 C
模拟信号(用户) ----->数字信号(交换机) 编码前需要滤波去干扰
混合电路 H
用户的模拟信号采用二线双向 PCM数字信号是四线单线传输 ------> 二/四线转换
测试 T
模拟用户接口
模拟用户接口的其他功能:
1. 接口电路的作用
——交换机中唯一与外界发生物理连接的部分。 ——为了保证交换机内部信号的传送与处理的一 致性，任何外界系统原则上都必须通过接口与交 换机内部发生关系。
3.3 电路交换系统的接口电路
2. 程控交换系统的接口类型
A：一次群PCM数字中继接口 B：二次群PCM数字中继接口 C：模拟中继接口 Z：模拟用户接口 V：数字用户接口 OAM：操作、管理维护
爱尔兰呼损表（部分）
混合微电路技术Chapter 3
在碱性条件下，重氮盐或二迭氮化物迅速地且几乎定
量地与一耦合剂（一种酚的化合物）发生反应，通过将 这两种成分配制在偏酸性的缓冲溶液中，能禁止或阻止 这种反应发生。显影液提供碱性引起发生耦合反应。
※3.3.2 正性光刻胶的化学反应
重氮基团分解并释 放出氮气。一旦暴露 在紫外光下，形成的 化合物不能够再发生 耦合和成为不溶解的 染料。如图为正性光 刻胶的化学反应。
图3.2 JS-1600直流溅射仪
※ 3.1.2 直流（DC）溅射
■ 真空中充入的氩气 在电场下产生气体放电 （等离子体） ■ 高能Ar+轰击靶材 （阴极），使其表面原 子剥离并淀积到对面阳 极（硅片）表面
阴极（靶） 氩等离子体 硅片 阳极 真空腔室
图3.3 直流溅射装置
※ 3.1.3 射频溅射
※3.3.1 负性光刻胶的化学反应
负性光刻胶基于有乙烯或双键的化合物，当紫外光得 到能量后，它分离成双游离基。这些自由基时不稳定的， 很快头尾相连，形成长链或交链聚合物，和原来未曝光 的有机涂层相比，此聚合物不溶解且具有化学抗蚀性。
※ 3.3.2正性光刻胶的化学反应
▲正光刻胶的化学反应是基于重氮盐或二迭氮化合物的 两种反应。
一种能在曝光时进一步聚合或交叉
链接形成加固的能抵抗刻蚀溶液的 覆盖物（负型），另一种能在曝光 时分解，断裂并被溶解（正型）。 一般使用的紫外光波长200-400nm 如右图所示为三氧化二铝陶瓷基片 上刻蚀金薄膜的步骤，使用负性光 刻胶和一个负图像的淹没。制造的 图像与所用掩模板的图像相反。
§3.3 光刻材料和工艺
§ 3.1 淀积工艺
导语
§ 3.1 淀积工艺
第2层金属
通孔
金属层间 绝缘介质
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a i1 R1
uS1 + – il1
I4 I1 A + _ U 2 _ R1 B U S1 R2 3 I2 1 R4 R 3 I3 + C + U S2 _ R5 I5
U 4 U S 1 U 3 U1 0 U1 U 2 U 0 U U U U U 0 S1 5 S2 2 3
I3
–
11 + U 2 -
(1) KCL：
Node a：–I1–I2+I3=0
7
(2) KVL： 7I1–11I2=70-U 11I2+7I3= U Additional equation： I2=6A
a I1 7 + I2 1 6A b I3
Solution 2
11
7
For I2 is known Node a：–I1+I3=6
a i1 R1 uS1
+
–
il1
i2 R2
+
i3
il2
R3
As shown in the figure, there are 2 independent loop. then, the branch currents can be expressed as follow:
i1 il 1 i3 il 2 i2 il 2 il 1
current (voltages—ohm’s law).
R i u
k k
sk
( algebraic sum)
Steps:
(n nodes、b branches)
(1) Assign a distinct current of arbitrary direction to each branch of the network. (2) Apply Kirchhoff’s voltage law around each closed, independent loop of the network.
R1 i1 3 4 R5 i5 KVL equations: i6 Loop 1
Loop 2 Loop 3
i4 i5 i6 0
u2 u3 u1 0 u4 u5 u3 0 u1 u5 u6 uS
R6
Then:
+ u – S
R2i2 R3i3 R1i1 0 R4i4 R5i5 R3i3 0
2、branch-current method（支路电流法）
Branch current: the current through each
branch of the network.
n-1 KCL equations，b-(n-1) KVL equations，
we get b equations wholly. b unknowns —branch
4
3
6
conclusion
Assume： there are N nodes，B branches in the circuit
then (N -1) independent equations by applying KCL 独立KCL方程 (B -N+1) independent equations by applying KVL, usually equals to the number of meshes. 独立KVL方程
i2 R2
+ – b
i3
il2
R3
(R1+ R2) il1-R2il2=uS1-uS2
- R2il1+ (R2 +R3) il2 =uS2
uS2
ul1= uS1-uS2 the algebraic sum of all voltages in loop1. ul2= uS2 the algebraic sum of all voltages in loop2.
R i u
k k
sk
( algebraic sum)
顺负逆正
In which：
R i
k k
顺正逆负
u
sk
(3) Apply Kirchhoff’s current law at the minimum number of nodes that will include all the branch currents of the network (4) Solve the resulting simultaneous linear equations for assumed branch currents. Application: circuit with a few branches.
b
#1 #2 #3
E1 E2 I1R1 I 2 R2
2 independent equations
KCL:
i1 i2 i3 0
4 essential nodes 6 essential branches
1 1 2 4 4 2 5 3 3
i1 i4 i6 0 i 3 i5 i6 0
I1
+ E1 R1 #1 I3
a R3 #3
I2
R2 #2 + _ E2 KVL functions：
E1 I1R1 I3 R3
E2 I 2 R2 I 3 R3
KCL functions： Node a： I1 I 2 I 3 Node b： I 3 I1 I 2 1 independent equation
U U IS 4 1 0 R4 R1 U1 U 3 U 2 0 R1 R3 R2 U U U 4 3 5 0 R4 R3 R5
Example 1
i2
1
6 branch currents，need 6 2 equations. KCL equations: 1 i1 i2 i6 0 R4 R2 i3 i4 2 i i i 0 2 2 3 4 1 3 R3 3
② analysis a i1 R1 uS1
Loop 1：R1 il1+R2(il1- il2)-uS1+uS2=0 Loop 2：R2(il2- il1)+ R3 il2 -uS2=0
i3 therefore
+
–
il1
i2 R2
+
il2
R3
(R1+ R2) il1-R2il2=uS1-uS2 - R2il1+ (R2 +R3) il2 =uS2
2 b
+ 7
_
Node a：–I1–I2+I3=0 7I1–11I2=70-5U 11I2+7I3= 5U Additional equation： U=7I3
_
Homework
• Using the branch-current method to find all the branch currents in circuit as shown in figure P1.32 on page 33.
uS2
–
b
Analysis:
R11=R1+R2
(R1+ R2) il1-R2il2=uS1-uS2 The sum of resistance values of self resistors in loop 1. Always positive. resistance values in a mutual term.
uS2
–
b
1 mesh-current method（网孔电流法） Compared with the branch① KVL equations: current method, the number of equations have been reduced n-1 b ( n 1) equations.
R1i1 R5i5 R6i6 uS
an accompanied source（有伴3; transformation RIS _
I
º
º
R º
Example 2
a I1 7 + 70V I2 1 6A b
Find all branch currents in the circuit Solution 1
i 2 i4 i5 0
3 independent equations
KVL:
u1 u2 u4 0
u2 u3 u5 0
u4 u5 u6 0 u1 u3 u6 0
2 4 1
1
6
3
12
4
2
5
3
3 independent equations
Chapter 3 Techniques of circuit analysis
• 3.1 branch-current method 支路电流法
1 、simultaneous equations -- how many
question：how many independent equations can we derive by applying Kirchhoff’s law ？ How many simultaneous equations can we get from the circuit below？ I1 I2 a R2 R1 + + #2 #1 R3 _ E2 E1 I3 #3 b