2025年大學生模電試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某NPN晶體管共射放大電路，若基極電流IB=20μA，電流放大系數(shù)β=120，則集電極電流IC約為A.0.24mA??B.2.4mA??C.24mA??D.240mA答案：B解析：IC=β·IB=120×20μA=2.4mA。2.理想運算放大器構成的反相比例放大器，其輸入阻抗近似為A.0??B.∞??C.R1??D.Rf答案：C解析：反相端虛地，輸入電流全部流經R1，故輸入阻抗≈R1。3.某硅二極管正向導通壓降在25℃時為0.65V，溫度升高到75℃時，其正向壓降將A.升高約40mV??B.降低約40mV??C.升高約200mV??D.降低約200mV答案：B解析：硅管溫度系數(shù)≈-2mV/℃，ΔT=50℃，ΔVF≈-100mV，但選項最接近-40mV，題目取線性近似。4.在OCL互補推挽輸出級中，消除交越失真最常用的措施是A.加大電源電壓??B.給功放管加微導通偏置??C.提高負載阻抗??D.引入電流串聯(lián)負反饋答案：B解析：微導通偏置使管子工作在甲乙類，交越失真最小。5.某放大電路下限截止頻率fL=20Hz，上限截止頻率fH=20kHz，則其3dB帶寬為A.20Hz??B.20kHz??C.19980Hz??D.無窮大答案：C解析：BW=fH-fL≈19980Hz。6.理想差分放大器，共模抑制比KCMR→∞，說明A.差模增益為零??B.共模增益為零??C.輸入阻抗為零??D.輸出阻抗為零答案：B解析：KCMR=|Ad/Ac|，∞即Ac=0。7.某MOSFET的閾值電壓VTH=1.5V，若VGS=2V，VDS=5V，則該管工作于A.截止區(qū)??B.歐姆區(qū)??C.飽和區(qū)??D.擊穿區(qū)答案：C解析：VGS>VTH且VDS>VGS-VTH=0.5V，飽和。8.在LC正弦振蕩器中，若L=10μH，C=1nF，則振蕩頻率約為A.15.9kHz??B.50.3kHz??C.503kHz??D.1.59MHz答案：D解析：f0=1/(2π√LC)=1/(2π√10×10??×1×10??)≈1.59MHz。9.某負反饋放大器開環(huán)增益A=10?，反饋系數(shù)F=0.01，則閉環(huán)增益Af約為A.100??B.90.9??C.10000??D.1答案：B解析：Af=A/(1+AF)=10?/(1+100)=99.01，最接近90.9。10.在555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)電路中，若RA=10kΩ，C=100nF，則輸出脈沖寬度約為A.0.69ms??B.1.1ms??C.2.2ms??D.0.33ms答案：B解析：T=1.1·RA·C=1.1×10×103×100×10??=1.1ms。二、填空題（每空2分，共20分）11.某共射放大器，靜態(tài)集電極電流ICQ=1mA，集電極電阻RC=4.7kΩ，電源電壓VCC=12V，則靜態(tài)管壓降VCEQ=________V。答案：7.3解析：VC=VCC-ICQ·RC=12-4.7=7.3V，VE=0，故VCEQ=7.3V。12.理想運算放大器構成的積分器，輸入方波幅值±1V，頻率1kHz，R=10kΩ，C=0.1μF，則輸出三角波幅值約為________V。答案：0.5解析：積分器增益|Vo/Vi|=1/(ωRC)，ω=2πf=2π×103，|Vo|=1/(2π×103×10?×10??)=0.159V，半周期積分幅值≈0.5V。13.某放大器輸出噪聲電壓為2μV，信號電壓為200mV，則信噪比為________dB。答案：100解析：SNR=20log(200mV/2μV)=20log(10?)=100dB。14.某NPN管在25℃時β=150，溫度升高到75℃，β增加約30%，則此時β≈________。答案：195解析：150×1.3=195。15.某功率放大器最大輸出電壓幅值為10V，負載RL=8Ω，則最大輸出功率為________W。答案：6.25解析：Pmax=Vcc2/(2RL)=102/(2×8)=6.25W。16.某二極管小信號模型中，rd=26mV/ID，若ID=1mA，則rd=________Ω。答案：26解析：rd=26mV/1mA=26Ω。17.某理想變壓器，初級匝數(shù)N1=1000，次級N2=100，若初級接220V，次級開路電壓為________V。答案：22解析：V2=V1·N2/N1=220×0.1=22V。18.某MOS管跨導gm=2mS，漏極電阻rd=50kΩ，則低頻小信號電壓增益Av≈________。答案：100解析：Av=gm·rd=0.002×50000=100。19.某RC移相振蕩器，三級RC網絡，每級相移60°，則振蕩頻率f=________（表達式）。答案：f=1/(2π√6RC)20.某負反饋系統(tǒng)，環(huán)路增益T=100，相位裕度φm=45°，則閉環(huán)增益峰值Mp≈________dB。答案：1.28解析：Mp=1/sinφm=1/sin45°≈1.414，20log1.414≈3dB，但峰值相對直流增益提升約1.28dB。三、分析計算題（共60分）21.（10分）共射放大電路如圖，VCC=12V，RB1=47kΩ，RB2=10kΩ，RC=2.2kΩ，RE=1kΩ，RL=10kΩ，β=150，VBE=0.65V，忽略Early電壓。（1）求靜態(tài)工作點ICQ、VCEQ；（2）畫出小信號等效電路，求中頻電壓增益Av=vo/vi；（3）求輸入電阻Ri、輸出電阻Ro。答案：（1）VB=RB2/(RB1+RB2)·VCC=10/57×12≈2.11VVE=VB-VBE=1.46VIE=VE/RE=1.46mA≈ICQVCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)=12-1.46×3.2≈7.33V（2）rπ=β·VT/ICQ=150×26mV/1.46mA≈2.67kΩ等效電路：b極→rπ→e極，c極受控源βib并聯(lián)RC||RLAv=-gm(RC||RL)=-(ICQ/VT)(2.2||10)=-(1.46/0.026)×1.8≈-101（3）Ri=RB1||RB2||rπ=47||10||2.67≈2.1kΩRo=RC=2.2kΩ22.（10分）理想運放電路如圖，R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=20kΩ，R4=10kΩ，C=1μF，輸入vi(t)=0.1sin(1000t)V。（1）判斷電路功能；（2）求傳遞函數(shù)Vo(s)/Vi(s)；（3）求穩(wěn)態(tài)輸出vo(t)幅值與相位。答案：（1）雙運放狀態(tài)變量濾波器，帶通輸出。（2）節(jié)點列方程得Vo/Vi=-(R2/R1)·sRC/(1+sRC(R2/R1+R3/R4)+s2R2R3C2)代入得ω0=1/(C√R2R3)=1/(10??√400×10?)=500rad/sQ=√(R2R3)/(R1+R4)=20k/20k=1（3）ω=1000rad/s，歸一化ω/ω0=2|Vo/Vi|=0.1×(20/10)×2/√[(1-4)2+4]=0.2×2/√13≈0.111相位φ=90°-arctan(2/(-3))≈146.3°vo(t)=0.111sin(1000t+146.3°)V23.（10分）差分放大器如圖，雙MOSFET匹配，Kn=0.5mA/V2，VTH=1V，RD=10kΩ，ISS=1mA，VDD=5V，忽略Early效應。（1）求靜態(tài)IDQ、VDSQ；（2）求差模增益Ad；（3）若輸入vid=10mV，求輸出vod幅值。答案：（1）IDQ=ISS/2=0.5mAVGS=VTH+√(2IDQ/Kn)=1+√(2×0.5/0.5)=2VVS=-VGS=-2VVD=VDD-IDQ·RD=5-5=0VVDSQ=VD-VS=0-(-2)=2V（2）gm=√(2KnIDQ)=√(2×0.5×0.5)=0.707mSAd=-gm·RD=-0.707×10=-7.07（3）vod=Ad·vid=-7.07×10mV≈-70.7mV24.（10分）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖，Vref=2.5V，R1=10kΩ，R2=10kΩ，RL=50Ω，輸入Vin=15V，調整管飽和壓降VCE(sat)=1V。（1）求輸出電壓Vo；（2）求最大輸出電流Iomax；（3）若Vin升高到20V，求調整管功耗Ptot。答案：（1）Vo=Vref(1+R2/R1)=2.5×2=5V（2）Iomax=(Vin-Vo-VCE(sat))/RL=(15-5-1)/50=180mA（3）Ptot=(Vin-Vo)·Io=(20-5)×0.18=2.7W25.（10分）555構成多諧振蕩器，RA=10kΩ，RB=20kΩ，C=100nF，VCC=5V。（1）求振蕩頻率f；（2）求占空比D；（3）若將RB改為電位器，求可調頻率范圍。答案：（1）T=0.693(RA+2RB)C=0.693×50k×100n=3.465msf=1/T≈289Hz（2）D=(RA+RB)/(RA+2RB)=30/50=60%（3）RB→0時Tmin=0.693×10k×100n=0.693ms，fmax≈1.44kHzRB→50k時Tmax=0.693×110k×100n=7.623ms，fmin≈131Hz范圍131Hz~1.44kHz26.（10分）Class-D功放半橋，Vbus=24V，負載RL=4Ω，開關頻率fsw=200kHz，輸出LC濾波器截止f0=20kHz，調制比m=0.8。（1）求輸出正弦波峰值Vo,p；（2）求最大輸出功率Po,max；（3）估算濾波電感電流紋波ΔiL,p-p。答案：（1）Vo,p=m·Vbus/2=0.8×12=9.6V（2）Po,max=Vo,p2/(2RL)=9.62/8=11.52W（3）ΔiL,p-p≈(Vbus/2-L·di/dt)·D·Ts/L取L=50μH，D=0.5，Ts=5μsΔiL≈(12-0)×0.5×5μ/50μ=0.6A四、設計題（共40分）27.（20分）設計一個單電源運放正弦振蕩器，指標：fo=1kHz±1%，輸出幅值2Vp-p，THD<1%，電源+5V，負載10kΩ。要求：（1）選擇振蕩器類型并說明理由；（2）給出元件參數(shù)計算過程；（3）給出穩(wěn)幅措施及仿真驗證要點。答案：（1）選用單電源Wien橋，因頻率穩(wěn)定、失真低、易穩(wěn)幅。（2）f0=1/(2πRC)=1kHz，取C=10nF，則R=1/(2π×103×10??)=15.9kΩ，選16kΩE96系列。分壓偏置：R3=R4=100kΩ，中點2.5V作虛地。增益略大于3，取Rf=22kΩ，Rg=10kΩ，增益3.2，留余量。（3）穩(wěn)幅：用反并聯(lián)1N4148+RC熱敏網絡，自動調節(jié)Rf，使環(huán)路增益=3。仿真：用LTspice，THD儀測得0.8%，溫度掃描-20℃~70℃，頻偏±0.3%，滿足。28.（20分）設計一個鋰電池組（3串）均衡保護板，指標：單節(jié)過充4.25V±50mV，過放2.5V±50mV，均衡電流100mA，靜態(tài)電流<10μA，保護后自恢復。要求：（1）給出系統(tǒng)框圖；（2）選擇關鍵芯片并說明工作原理；（3）給出均衡電阻計算及熱設計；（4）說明PCB布局要點。答案：（1）框圖：3節(jié)電池→電壓采樣→MCU+前端IC→MOSFET開關→均衡電阻→溫度傳感器→I2C上