站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁河北勞動關系職業(yè)學院《模擬電子技術》2025學年第二學期期末試卷(B)題號一二三四總分得分注意事項考生須在答題卡指定位置填寫姓名、學號、專業(yè)等信息，在試卷上作答無效。答題時須使用黑色簽字筆或鋼筆，字跡清晰，卷面整潔。考試結束后，將試卷、答題卡一并交回，不得攜帶出考場。一、選擇題（每題2分，共20分）下列半導體器件中，可用于實現(xiàn)“單向導電”功能的是（）A.三極管B.二極管C.場效應管D.穩(wěn)壓管三極管工作在放大狀態(tài)的條件是（）A.發(fā)射結正偏，集電結正偏B.發(fā)射結正偏，集電結反偏C.發(fā)射結反偏，集電結正偏D.發(fā)射結反偏，集電結反偏共射放大電路中，若負載電阻增大，其電壓放大倍數(shù)的變化趨勢是（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小下列濾波電路中，適合用于“減小電源輸出紋波”且濾波效果最好的是（）A.電容濾波B.電感濾波C.RCπ型濾波D.LCπ型濾波集成運放工作在線性區(qū)的核心特點是（）A.虛短（同相端與反相端電壓近似相等）B.輸出電壓飽和C.輸入電流很大D.輸出電阻很大下列電路中，屬于“電壓串聯(lián)負反饋”的是（）A.共射放大電路的電流反饋B.集成運放構成的同相比例放大電路C.共集電極放大電路的電壓反饋D.反相比例放大電路的電流反饋穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管必須工作在（）A.正向導通區(qū)B.反向截止區(qū)C.反向擊穿區(qū)D.正向擊穿區(qū)模擬電子技術中，“靜態(tài)工作點”是指放大電路（）A.有輸入信號時的電壓、電流值B.無輸入信號時的電壓、電流值C.輸出信號最大時的參數(shù)D.輸出信號最小時的參數(shù)某工廠設備的直流電源采用“橋式整流+電容濾波”電路，若其中一個整流二極管開路，電路將變?yōu)椋ǎ〢.半波整流電路B.全波整流電路C.仍為橋式整流電路D.無法整流下列現(xiàn)象中，屬于共射放大電路“截止失真”的是（）A.輸出波形頂部被削平B.輸出波形底部被削平C.輸出波形雙向失真D.輸出波形無失真但幅度減小二、填空題（每空1分，共15分）二極管的核心特性是______，其主要參數(shù)包括最大整流電流和______。三極管的三種工作狀態(tài)分別是______、______和截止狀態(tài)，其中______是放大電路的核心工作狀態(tài)。集成運放的理想化參數(shù)包括輸入電阻______、輸出電阻______、開環(huán)電壓放大倍數(shù)無窮大。直流穩(wěn)壓電源的基本組成包括______、______、濾波電路和穩(wěn)壓電路，其中______的作用是將交流電轉換為直流電。負反饋對放大電路性能的影響包括穩(wěn)定放大倍數(shù)、______、______和擴展通頻帶。共集電極放大電路的特點是電壓放大倍數(shù)______、輸入電阻大、輸出電阻小，常用于______或輸出級。濾波電路的核心作用是______，工業(yè)設備電源中常用______濾波電路，因其能有效減小高頻紋波。放大電路產(chǎn)生失真的主要原因是______不合適或輸入信號幅度過大，其中______失真可通過調(diào)整偏置電阻改善。三、簡答題（每題5分，共25分）簡述二極管的單向導電特性，結合“橋式整流電路”說明二極管在電路中的作用，列舉2個二極管在工業(yè)設備中的實際應用（如電源整流）。分析共射放大電路的工作原理，說明電路中基極偏置電阻的作用，若偏置電阻過大，電路會出現(xiàn)什么故障（如失真類型）。簡述集成運放構成的同相比例放大電路的工作原理，推導其電壓放大倍數(shù)公式，說明該電路在傳感器信號放大中的應用優(yōu)勢。什么是“直流穩(wěn)壓電路”？列舉2種常見的直流穩(wěn)壓電路類型（如穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路），說明其適用場景（如負載電流大?。：喪鲐摲答佋诜糯箅娐分械?種類型（如電壓串聯(lián)負反饋），說明“電壓負反饋”與“電流負反饋”的核心區(qū)別。四、案例分析題（共20分）閱讀下列材料，回答問題：材料一：某工廠機床的直流控制電源（采用“變壓器+橋式整流+RC濾波+三端穩(wěn)壓器7812”電路），近期出現(xiàn)以下問題：①輸出電壓僅為8V（設計值12V），且伴隨明顯紋波；②用萬用表測量整流后的電壓為15V（正常），但經(jīng)過濾波后電壓降至10V；③長時間工作后，三端穩(wěn)壓器外殼溫度過高，甚至燙手。材料二：某電子設備的共射放大電路（用于放大傳感器微弱信號）調(diào)試時發(fā)現(xiàn)：①輸入正弦信號后，輸出波形底部被削平；②減小輸入信號幅度，失真現(xiàn)象仍存在；③更換三極管后，失真現(xiàn)象無明顯改善。結合材料一，分析電源電路問題的核心原因（從整流、濾波、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)），提出對應的排查與解決措施（需符合工業(yè)設備維修規(guī)范）。（10分）針對材料二中的放大電路問題，回答：①輸出波形底部削平屬于哪種失真類型？產(chǎn)生的核心原因是什么？②提出2種解決失真的具體措施（如調(diào)整電路參數(shù)）；③若需進一步提高電路的帶負載能力，可對電路進行怎樣的改進（如增加輸出級）。（10分）五、綜合應用題（20分）某車間需設計一套“傳感器信號放大與穩(wěn)壓電源系統(tǒng)”，核心需求：①傳感器輸出的微弱電壓信號（0.1-0.5V）需放大至5-2.5V，用于后續(xù)控制電路；②系統(tǒng)電源采用220V交流電供電，需輸出穩(wěn)定的15V直流電壓（負載電流0.5A），紋波電壓≤50mV；③放大電路需具備較強的抗干擾能力，避免車間電機干擾導致信號失真。請結合《模擬電子技術》知識，完成以下任務：設計系統(tǒng)的整體框圖，明確信號放大電路與穩(wěn)壓電源電路的核心組成，說明各部分的選型理由（如集成運放型號、穩(wěn)壓器型號）；（6分）繪制信號放大電路的原理圖（采用集成運放），計算關鍵元件參數(shù)（如電阻阻值），確保電壓放大倍數(shù)符合需求；（8分）制定系統(tǒng)的調(diào)試與故障排查方案，列出2項關鍵調(diào)試步驟（如靜態(tài)工作點測試）和2種常見故障（如輸出電壓不穩(wěn)）的排查方法。（6分）參考答案一、選擇題1.B2.B3.A4.D5.A6.B7.C8.B9.A10.A二、填空題單向導電性；最高反向工作電壓2.放大狀態(tài)；飽和狀態(tài)；放大狀態(tài)3.無窮大；零4.電源變壓器；整流電路；整流電路5.減小非線性失真；提高輸入電阻（或降低輸出電阻）6.近似為1；輸入級7.減小輸出紋波；LCπ型8.靜態(tài)工作點；截止（或飽和）三、簡答題單向導電特性：二極管加正向電壓（陽極電位高于陰極）時導通，導通壓降約0.7V（硅管）；加反向電壓時截止，僅流過微弱反向漏電流。橋式整流電路作用：4個二極管組成橋臂，交替導通，將交流電的正負半周均轉換為直流電（全波整流），提高整流效率。工業(yè)應用：①設備電源整流（如機床直流控制電源）；②信號檢波（如收音機的調(diào)幅信號檢波）。共射放大電路原理：基極輸入微弱信號，通過三極管的電流控制作用（集電極電流≈β×基極電流），將集電極回路的直流電源能量轉換為放大的輸出信號，從集電極輸出。偏置電阻作用：為三極管基極提供合適的偏置電流，設置穩(wěn)定的靜態(tài)工作點，避免電路失真。偏置電阻過大后果：基極偏置電流過小，靜態(tài)工作點偏低，電路出現(xiàn)截止失真（輸出波形頂部削平）。同相比例放大電路原理：集成運放同相端接輸入信號，反相端通過反饋電阻接地并連接輸出端，形成電壓串聯(lián)負反饋；利用“虛短”（V+≈V-）和“虛斷”（輸入電流≈0）特性，實現(xiàn)信號放大。電壓放大倍數(shù)公式：Au=1+R傳感器應用優(yōu)勢：①輸入電阻大（減少對傳感器輸出信號的衰減）；②電壓串聯(lián)負反饋穩(wěn)定放大倍數(shù)，抗干擾能力強；③輸出電壓與輸入電壓同相，便于后續(xù)電路處理。直流穩(wěn)壓電路定義：將不穩(wěn)定的直流電壓（如整流濾波后的電壓）轉換為穩(wěn)定直流電壓的電路，確保負載獲得穩(wěn)定供電。類型及適用場景：①穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路：結構簡單，適用于負載電流小（如≤100mA）、電壓穩(wěn)定要求不高的場景（如小型電子設備）；②三端穩(wěn)壓器電路（如7805、7812）：輸出電壓固定，負載電流大（如≤1.5A），適用于工業(yè)設備電源（如機床控制電路）；③串聯(lián)型穩(wěn)壓電路：輸出電壓可調(diào)，適用于負載電流變化大、電壓需要調(diào)整的場景（如實驗室電源）。負反饋類型：電壓串聯(lián)負反饋、電壓并聯(lián)負反饋、電流串聯(lián)負反饋、電流并聯(lián)負反饋。核心區(qū)別：①電壓負反饋：反饋信號與輸出電壓成正比，取樣對象是輸出電壓，能穩(wěn)定輸出電壓（如負載變化時，輸出電壓基本不變）；②電流負反饋：反饋信號與輸出電流成正比，取樣對象是輸出電流，能穩(wěn)定輸出電流（如負載變化時，輸出電流基本不變）。四、案例分析題材料一電源電路問題分析及解決：（1）輸出電壓低且紋波大原因：①濾波環(huán)節(jié)：RC濾波電路中的電容容量減小或漏電，濾波效果下降，導致紋波增大；②穩(wěn)壓環(huán)節(jié)：三端穩(wěn)壓器7812損壞或輸入電壓不足（雖整流后15V，但濾波后降至10V，低于7812的最小輸入電壓14V，無法正常穩(wěn)壓）。解決：①更換濾波電容（如將原1000μF/25V電容更換為2200μF/25V，增強濾波效果）；②測量三端穩(wěn)壓器輸入電壓，若濾波后仍低于14V，需增大濾波電容容量或調(diào)整變壓器輸出電壓（確保整流濾波后電壓≥14V）；③若穩(wěn)壓器損壞，更換同型號7812，安裝散熱片（避免溫度過高）。（2）穩(wěn)壓器溫度過高原因：①負載電流過大（超過7812的額定電流1.5A）；②輸入電壓與輸出電壓差值過大（如輸入15V、輸出12V，壓差3V，功耗P=I×ΔV，導致發(fā)熱）；③未安裝散熱片或散熱片接觸不良。解決：①檢查負載電流，若超過0.5A（設計值），排查負載是否短路，減少不必要的負載；②若壓差過大，更換輸出電壓合適的變壓器（如整流后電壓降至14V，壓差2V，降低功耗）；③為穩(wěn)壓器安裝足夠大的散熱片，涂抹導熱硅脂，確保散熱良好。材料二放大電路問題解決：（1）失真類型及原因：①失真類型：截止失真（輸出波形底部削平）；②核心原因：靜態(tài)工作點過低（基極偏置電流過?。龢O管在輸入信號負半周進入截止區(qū)，導致波形底部削平。（2）解決措施：①減小基極偏置電阻（如將原100kΩ電阻改為50kΩ），增大基極偏置電流，提高靜態(tài)工作點；②更換β值更大的三極管（如將β=50的三極管改為β=100），在相同偏置電流下增大集電極電流，改善截止失真。（3）提高帶負載能力改進：在共射放大電路的輸出端增加共集電極放大電路（射極輸出器）作為輸出級；共集電極電路輸出電阻小，帶負載能力強，可有效提升整個電路的負載適配能力（如驅動更大電流的負載）。五、綜合應用題系統(tǒng)整體框圖設計：220V交流電→電源變壓器（220V/18V）→橋式整流電路→LCπ型濾波電路→三端穩(wěn)壓器7815→15V直流輸出（負載）

傳感器信號（0.1-0.5V）→集成運放同相比例放大電路→放大信號（5-2.5V）→后續(xù)控制電路選型理由：①集成運放：選用LM324（四運放，單電源供電，抗干擾能力強，適合車間環(huán)境）；②穩(wěn)壓器：7815（輸出15V/1.5A，滿足負載電流0.5A需求，穩(wěn)定性高）；③濾波電路：LCπ型（電感+電容組合，紋波≤50mV，優(yōu)于RC濾波）；④變壓器：220V/18V（確保整流濾波后電壓≥18V×0.9=16.2V，滿足7815最小輸入電壓17V）。信號放大電路原理圖及參數(shù)計算：（1）原理圖：集成運放LM324的同相端接傳感器信號，反相端通過電阻R1（接地）和反饋電阻Rf（接輸出端）構成負反饋；電源端接15V直流（來自穩(wěn)壓電路），輸出端接后續(xù)控制電路。（2）參數(shù)計算：需求電壓放大倍數(shù)Au=5V0.1V=①取R1=1kΩ，則50=②為平衡輸入電阻，在同相端串聯(lián)1kΩ電阻（與R1阻值相等），減少輸入偏置電流影響。調(diào)試與故障排查方案：（1）關鍵調(diào)試步驟：①靜態(tài)工作點測試：斷開傳感器信號，測量集成運放輸出端靜態(tài)電壓（應為0V左