全國模擬電路與數(shù)字電路自考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題2分，共30分）1.在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于（）A.溫度B.雜質(zhì)濃度C.半導(dǎo)體材料D.光照答案：B解析：在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，摻入的雜質(zhì)不同，會(huì)使多數(shù)載流子的濃度發(fā)生變化，多數(shù)載流子的濃度主要取決于雜質(zhì)濃度。溫度對(duì)載流子濃度有影響，但主要影響少數(shù)載流子濃度；半導(dǎo)體材料決定了本征載流子濃度；光照也會(huì)影響載流子濃度，但不是決定多數(shù)載流子濃度的主要因素。2.三極管工作在放大區(qū)時(shí)，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置情況是（）A.發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏B.發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏C.發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏D.發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏答案：A解析：三極管工作在放大區(qū)的條件是發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)正偏可以使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子注入基區(qū)，集電結(jié)反偏可以使基區(qū)擴(kuò)散過來的載流子被集電區(qū)收集，從而實(shí)現(xiàn)電流放大作用。當(dāng)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正偏時(shí)，三極管工作在飽和區(qū)；當(dāng)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都反偏時(shí)，三極管工作在截止區(qū)。3.共射極放大電路的輸出電壓與輸入電壓在相位上的關(guān)系是（）A.同相B.反相C.相差90°D.相差45°答案：B解析：在共射極放大電路中，由于輸入信號(hào)加在基極-發(fā)射極之間，輸出信號(hào)從集電極-發(fā)射極之間取出。當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，基極電流增大，集電極電流也增大，集電極電阻上的電壓降增大，輸出電壓減小。所以輸出電壓與輸入電壓在相位上是反相的。4.集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，其兩個(gè)輸入端的電壓近似相等，這一特性稱為（）A.虛短B.虛斷C.虛地D.虛源答案：A解析：集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，由于其開環(huán)增益非常大，而輸出電壓是有限值，所以輸入電壓差非常小，近似為零，即兩個(gè)輸入端的電壓近似相等，這一特性稱為“虛短”。“虛斷”是指集成運(yùn)放的輸入電流近似為零；“虛地”是指在反相輸入比例運(yùn)算電路中，反相輸入端的電位近似為零；“虛源”不是集成運(yùn)放的特性。5.整流電路的作用是（）A.將交流電壓變換為直流電壓B.將直流電壓變換為交流電壓C.將正弦波變換為方波D.將方波變換為正弦波答案：A解析：整流電路的主要作用是利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟妷鹤儞Q為直流電壓。將直流電壓變換為交流電壓的是逆變電路；將正弦波變換為方波的是整形電路；將方波變換為正弦波的是濾波電路或波形變換電路。6.邏輯函數(shù)\(F=A+B\)的對(duì)偶式是（）A.\(A\cdotB\)B.\(\overline{A+B}\)C.\(\overline{A}\cdot\overline{B}\)D.\(A+B\)答案：A解析：對(duì)于邏輯函數(shù)\(F\)，其對(duì)偶式的求法是：將邏輯函數(shù)中的“與”運(yùn)算換成“或”運(yùn)算，“或”運(yùn)算換成“與”運(yùn)算，常量\(0\)換成\(1\)，常量\(1\)換成\(0\)。對(duì)于\(F=A+B\)，其對(duì)偶式為\(A\cdotB\)。7.已知邏輯函數(shù)\(F=\overline{AB+C}\)，其反函數(shù)\(\overline{F}\)為（）A.\(\overline{A}+\overline{B}\cdot\overline{C}\)B.\((\overline{A}+\overline{B})\cdot\overline{C}\)C.\((\overline{A}+\overline{B})+\overline{C}\)D.\(A\cdotB+C\)答案：B解析：根據(jù)反演規(guī)則，對(duì)于邏輯函數(shù)\(F\)，將其中的“與”運(yùn)算換成“或”運(yùn)算，“或”運(yùn)算換成“與”運(yùn)算，原變量換成反變量，反變量換成原變量，常量\(0\)換成\(1\)，常量\(1\)換成\(0\)，可得到反函數(shù)。對(duì)于\(F=\overline{AB+C}\)，先將\(AB+C\)按照反演規(guī)則變換為\((\overline{A}+\overline{B})\cdot\overline{C}\)，即\(\overline{F}=(\overline{A}+\overline{B})\cdot\overline{C}\)。8.下列觸發(fā)器中，沒有約束條件的是（）A.基本RS觸發(fā)器B.同步RS觸發(fā)器C.JK觸發(fā)器D.鐘控RS觸發(fā)器答案：C解析：基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器和鐘控RS觸發(fā)器都存在約束條件，即\(R\)和\(S\)不能同時(shí)為\(1\)，否則會(huì)出現(xiàn)輸出狀態(tài)不確定的情況。而JK觸發(fā)器沒有這種約束條件，當(dāng)\(J=K=1\)時(shí)，觸發(fā)器會(huì)在時(shí)鐘脈沖的作用下發(fā)生狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。9.一個(gè)4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，最多可計(jì)的脈沖數(shù)為（）A.4B.8C.16D.32答案：C解析：\(n\)位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是從\(0\)到\(2^n-1\)。對(duì)于一個(gè)4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，\(n=4\)，則其計(jì)數(shù)范圍是從\(0\)到\(2^4-1=15\)，總共可以計(jì)\(16\)個(gè)脈沖（包括\(0\)這個(gè)狀態(tài)）。10.半導(dǎo)體數(shù)碼管是由（）組成的。A.發(fā)光二極管B.普通二極管C.三極管D.場(chǎng)效應(yīng)管答案：A解析：半導(dǎo)體數(shù)碼管是由多個(gè)發(fā)光二極管組成的，通過控制不同的發(fā)光二極管發(fā)光，可以顯示不同的數(shù)字和字符。普通二極管主要用于整流、限幅等電路；三極管用于放大、開關(guān)等電路；場(chǎng)效應(yīng)管也用于放大、開關(guān)等電路。11.已知\(A=1010\)，\(B=1100\)，則\(A\)與\(B\)的邏輯與運(yùn)算結(jié)果為（）A.1000B.1110C.0010D.1010答案：A解析：邏輯與運(yùn)算的規(guī)則是：只有當(dāng)兩個(gè)對(duì)應(yīng)位都為\(1\)時(shí)，結(jié)果位才為\(1\)，否則為\(0\)。對(duì)于\(A=1010\)和\(B=1100\)，逐位進(jìn)行邏輯與運(yùn)算：\(1\)與\(1\)得\(1\)，\(0\)與\(1\)得\(0\)，\(1\)與\(0\)得\(0\)，\(0\)與\(0\)得\(0\)，所以結(jié)果為\(1000\)。12.組合邏輯電路的特點(diǎn)是（）A.輸出狀態(tài)只取決于當(dāng)前輸入狀態(tài)B.輸出狀態(tài)取決于過去輸入狀態(tài)C.具有記憶功能D.輸出與輸入之間有反饋通路答案：A解析：組合邏輯電路的特點(diǎn)是輸出狀態(tài)只取決于當(dāng)前輸入狀態(tài)，與過去的輸入狀態(tài)無關(guān)，不具有記憶功能，輸出與輸入之間沒有反饋通路。而時(shí)序邏輯電路的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)前輸入狀態(tài)，還與過去的輸入狀態(tài)有關(guān)，具有記憶功能。13.若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)三輸入與非門的功能，可選用（）個(gè)兩輸入與非門來實(shí)現(xiàn)。A.2B.3C.4D.5答案：C解析：設(shè)三輸入與非門的輸入為\(A\)、\(B\)、\(C\)，輸出為\(Y=\overline{ABC}\)。可以先用兩個(gè)兩輸入與非門分別實(shí)現(xiàn)\(AB\)和\(C\)的與非，再用一個(gè)兩輸入與非門對(duì)這兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行與非，最后再用一個(gè)兩輸入與非門對(duì)前面的結(jié)果取反，總共需要4個(gè)兩輸入與非門。14.下列電路中，屬于時(shí)序邏輯電路的是（）A.編碼器B.譯碼器C.計(jì)數(shù)器D.數(shù)據(jù)選擇器答案：C解析：編碼器、譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器都屬于組合邏輯電路，它們的輸出只取決于當(dāng)前的輸入狀態(tài)。而計(jì)數(shù)器是時(shí)序邏輯電路，其輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)前輸入狀態(tài)，還與過去的輸入狀態(tài)有關(guān)，具有記憶功能。15.用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其輸出脈沖寬度\(t_w\)取決于（）A.電源電壓\(V_{CC}\)B.觸發(fā)信號(hào)的幅度C.外接電阻\(R\)和電容\(C\)的值D.555定時(shí)器的內(nèi)部參數(shù)答案：C解析：用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其輸出脈沖寬度\(t_w=1.1RC\)，其中\(zhòng)(R\)是外接電阻，\(C\)是外接電容。電源電壓\(V_{CC}\)主要影響定時(shí)器的工作范圍；觸發(fā)信號(hào)的幅度只要滿足觸發(fā)條件即可，不影響輸出脈沖寬度；555定時(shí)器的內(nèi)部參數(shù)是固定的，對(duì)輸出脈沖寬度沒有直接影響。二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.本征半導(dǎo)體中，自由電子濃度______空穴濃度。（填“大于”、“小于”或“等于”）答案：等于解析：在本征半導(dǎo)體中，由于熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴是成對(duì)出現(xiàn)的，所以自由電子濃度等于空穴濃度。2.三極管的三個(gè)工作區(qū)域分別是______、______和______。答案：放大區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)解析：三極管根據(jù)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置情況不同，可工作在放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)。放大區(qū)用于信號(hào)放大，飽和區(qū)和截止區(qū)用于開關(guān)控制。3.放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是指輸入信號(hào)為______時(shí)，三極管的______、______和______的值。答案：零、基極電流\(I_B\)、集電極電流\(I_C\)、集-射極電壓\(U_{CE}\)解析：放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是在輸入信號(hào)為零的情況下，三極管的直流工作狀態(tài)，用基極電流\(I_B\)、集電極電流\(I_C\)和集-射極電壓\(U_{CE}\)來描述。4.集成運(yùn)放的兩個(gè)重要特性是______和______。答案：虛短、虛斷解析：如前面選擇題所述，“虛短”是指集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)兩個(gè)輸入端電壓近似相等；“虛斷”是指集成運(yùn)放的輸入電流近似為零。這兩個(gè)特性是分析集成運(yùn)放線性應(yīng)用電路的重要依據(jù)。5.邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算為______、______和______。答案：與運(yùn)算、或運(yùn)算、非運(yùn)算解析：邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算是與運(yùn)算（邏輯乘）、或運(yùn)算（邏輯加）和非運(yùn)算（邏輯反），其他邏輯運(yùn)算都可以由這三種基本運(yùn)算組合而成。6.觸發(fā)器按邏輯功能可分為______、______、______和______等類型。答案：RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器解析：不同類型的觸發(fā)器具有不同的邏輯功能，RS觸發(fā)器有置0、置1和保持功能；JK觸發(fā)器功能更靈活，有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)功能；D觸發(fā)器主要用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；T觸發(fā)器用于計(jì)數(shù)和翻轉(zhuǎn)。7.數(shù)碼寄存器的功能是______。答案：存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼解析：數(shù)碼寄存器由觸發(fā)器組成，其主要功能是存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼，在時(shí)鐘脈沖的控制下，將輸入的數(shù)碼存入寄存器中，并在需要時(shí)輸出。8.同步時(shí)序邏輯電路中，所有觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖______。（填“相同”或“不同”）答案：相同解析：在同步時(shí)序邏輯電路中，所有觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖是相同的，觸發(fā)器的狀態(tài)更新是在同一個(gè)時(shí)鐘脈沖的作用下同時(shí)進(jìn)行的。而異步時(shí)序邏輯電路中，觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖不完全相同。9.555定時(shí)器可以構(gòu)成______、______和______等三種電路。答案：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器解析：555定時(shí)器是一種應(yīng)用廣泛的集成電路，通過外接不同的電阻、電容等元件，可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器，分別用于產(chǎn)生單脈沖、矩形波和對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形等。10.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的主要技術(shù)指標(biāo)有______、______和______等。答案：分辨率、轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度解析：分辨率表示DAC能夠分辨的最小輸出電壓變化量；轉(zhuǎn)換精度反映了DAC實(shí)際輸出值與理論輸出值的接近程度；轉(zhuǎn)換速度是指DAC完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間。三、分析計(jì)算題（本大題共4小題，每小題10分，共40分）1.如圖所示的共射極放大電路，已知\(V_{CC}=12V\)，\(R_B=300k\Omega\)，\(R_C=3k\Omega\)，三極管的\(\beta=50\)，\(U_{BE}=0.7V\)。-（1）計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)\(I_B\)、\(I_C\)和\(U_{CE}\)的值。-（2）畫出微變等效電路。-（3）計(jì)算電壓放大倍數(shù)\(A_u\)、輸入電阻\(R_i\)和輸出電阻\(R_o\)。解：-（1）計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)：-首先求基極電流\(I_B\)，根據(jù)基極回路的電壓方程\(V_{CC}=I_BR_B+U_{BE}\)，可得\(I_B=\frac{V_{CC}-U_{BE}}{R_B}=\frac{12-0.7}{300\times10^3}\approx0.038mA=38\muA\)。-再根據(jù)\(I_C=\betaI_B\)，可得\(I_C=50\times0.038=1.9mA\)。-最后求集-射極電壓\(U_{CE}\)，根據(jù)集-射極回路的電壓方程\(U_{CE}=V_{CC}-I_CR_C=12-1.9\times3=6.3V\)。-（2）微變等效電路：-三極管用其微變等效模型代替，輸入回路中，三極管的基極和發(fā)射極之間用一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻\(r_{be}\)表示，\(r_{be}=r_{bb'}+(1+\beta)\frac{26mV}{I_E}\)，因?yàn)閈(I_E\approxI_C=1.9mA\)，取\(r_{bb'}=300\Omega\)，則\(r_{be}=300+(1+50)\frac{26}{1.9}\approx1000\Omega=1k\Omega\)。-輸出回路中，三極管的集電極和發(fā)射極之間用一個(gè)受控電流源\(\betai_b\)表示。輸入信號(hào)源與\(R_B\)、\(r_{be}\)串聯(lián)，輸出端接\(R_C\)，受控電流源\(\betai_b\)與\(R_C\)并聯(lián)。-（3）計(jì)算電壓放大倍數(shù)\(A_u\)、輸入電阻\(R_i\)和輸出電阻\(R_o\)：-電壓放大倍數(shù)\(A_u=-\frac{\betaR_C}{r_{be}}=-\frac{50\times3}{1}=-150\)。-輸入電阻\(R_i=R_B\parallelr_{be}\approxr_{be}=1k\Omega\)（因?yàn)閈(R_B\ggr_{be}\)）。-輸出電阻\(R_o=R_C=3k\Omega\)。2.已知邏輯函數(shù)\(F=AB+\overline{A}C\)，試用卡諾圖化簡(jiǎn)該邏輯函數(shù)。解：-首先，畫出四變量（\(A\)、\(B\)、\(C\)、\(D\)，這里\(D\)不影響函數(shù)）的卡諾圖。邏輯函數(shù)\(F=AB+\overline{A}C\)包含兩個(gè)乘積項(xiàng)。-對(duì)于\(AB\)項(xiàng)，當(dāng)\(A=1\)且\(B=1\)時(shí)，該項(xiàng)為\(1\)，在卡諾圖中對(duì)應(yīng)\(A=1\)、\(B=1\)的區(qū)域（不管\(C\)和\(D\)的取值）都填\(1\)。-對(duì)于\(\overline{A}C\)項(xiàng)，當(dāng)\(A=0\)且\(C=1\)時(shí)，該項(xiàng)為\(1\)，在卡諾圖中對(duì)應(yīng)\(A=0\)、\(C=1\)的區(qū)域（不管\(B\)和\(D\)的取值）都填\(1\)。-然后進(jìn)行合并最小項(xiàng)?？梢詫⑾噜彽腬(1\)圈起來，得到化簡(jiǎn)后的結(jié)果。-經(jīng)過合并，化簡(jiǎn)后的邏輯函數(shù)為\(F=AB+\overline{A}C\)（此函數(shù)已經(jīng)是最簡(jiǎn)形式，因?yàn)闊o法再進(jìn)一步合并最小項(xiàng)）。3.分析如圖所示的同步時(shí)序邏輯電路，寫出其驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程和輸出方程，并列出狀態(tài)表，畫出狀態(tài)圖。解：-（1）驅(qū)動(dòng)方程：-設(shè)觸發(fā)器為\(JK\)觸發(fā)器，根據(jù)電路圖可知，\(J_1=K_1=1\)，\(J_2=K_2=Q_1^n\)。-（2）狀態(tài)方程：-根據(jù)\(JK\)觸發(fā)器的特性方程\(Q^{n+1}=J\overline{Q^n}+\overline{K}Q^n\)，對(duì)于\(FF_1\)：\(Q_1^{n+1}=J_1\overline{Q_1^n}+\overline{K_1}Q_1^n=\overline{Q_1^n}\)（因?yàn)閈(J_1=K_1=1\)）。-對(duì)于\(FF_2\)：\(Q_2^{n+1}=J_2\overline{Q_2^n}+\overline{K_2}Q_2^n=Q_1^n\overline{Q_2^n}+\overline{Q_1^n}Q_2^n\)。-（3）輸出方程：-從圖中可知，輸出\(Z=Q_2^nQ_1^n\)。-（4）狀態(tài)表：|現(xiàn)態(tài)\(Q_2^nQ_1^n\)|次態(tài)\(Q_2^{n+1}Q_1^{n+1}\)|輸出\(Z\)||---|---|---||00|01|0||01|10|0||10|11|0||11|00|1|-（5）狀態(tài)圖：-用圓圈表示狀態(tài)，圓圈內(nèi)標(biāo)注狀態(tài)值\(Q_2Q_1\)，用箭頭表示狀態(tài)的轉(zhuǎn)換方向，箭頭旁標(biāo)注輸入和輸出（這里無輸入，只標(biāo)注輸出）。從狀態(tài)\(00\)指向\(01\)，輸出為\(0\)；從\(01\)指向\(10\)，輸出為\(0\)；從\(10\)指向\(11\)，輸出為\(0\)；從\(11\)指向\(00\)，輸出為\(1\)。4.設(shè)計(jì)一個(gè)3人表決電路，當(dāng)多數(shù)人（2人或2人以上）同意時(shí)，表決通過，否則不通過。要求：-（1）列出真值表。-（2）寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式。-（3）用與非門實(shí)現(xiàn)該邏輯電路。解：-（1）真值表：設(shè)三人的意見分別用\(A\)、\(B\)、\(C\)表示，同意為\(1\)，不同意為\(0\)；表決結(jié)果用\(Y\)表示，通過為\(1\)，不通過為\(0\)。|\(A\)|\(B\)|\(C\)|\(Y\)||---|---|---|---||0|0|0|0||0|0|1|0||0|1|0|0||0|1|1|1||1|0|0|0||1|0|1|1||1|1|0|1||1|1|1|1|-（2）邏輯函數(shù)表達(dá)式：從真值表中可以寫出邏輯函數(shù)\(Y=\overline{A}BC+A\overline{B}C+AB\overline{C}+ABC\)，化簡(jiǎn)可得\(Y=AB+BC+AC\)。-（3）用與非門實(shí)現(xiàn)：對(duì)\(Y=AB+BC+AC\)進(jìn)行變換，\(Y