2025年模電數(shù)電基礎(chǔ)試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.電路如圖1所示，已知二極管為理想二極管，輸入電壓ui=5sinωtV，則輸出電壓uo的峰值為（）。A.5VB.3VC.2VD.0V（圖1：二極管與3V直流電源反向串聯(lián)后并聯(lián)在輸入兩端，輸出取二極管兩端電壓）答案：B解析：當(dāng)ui>3V時，二極管截止，uo=3V；當(dāng)ui≤3V時，二極管導(dǎo)通，uo=ui。因此輸出峰值為3V。2.某NPN型三極管放大電路中，測得三個電極電位分別為：VB=2.7V，VE=2V，VC=5V，則該三極管工作在（）狀態(tài)。A.截止B.飽和C.放大D.擊穿答案：C解析：發(fā)射結(jié)正偏（VB-VE=0.7V），集電結(jié)反偏（VC>VB），符合放大狀態(tài)條件。3.共集電極放大電路的主要特點是（）。A.電壓放大倍數(shù)大，輸入電阻小B.電壓放大倍數(shù)近似為1，輸入電阻大，輸出電阻小C.電壓放大倍數(shù)大，輸出電阻大D.電壓放大倍數(shù)近似為1，輸入電阻小，輸出電阻大答案：B4.集成運放構(gòu)成的反相比例運算電路中，若輸入電阻R1=10kΩ，反饋電阻Rf=100kΩ，則閉環(huán)電壓增益Avf為（）。A.10B.-10C.11D.-11答案：B解析：反相比例電路Avf=-Rf/R1=-100/10=-10。5.串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源中，調(diào)整管工作在（）區(qū)。A.截止B.飽和C.放大D.擊穿答案：C解析：調(diào)整管需通過改變壓降穩(wěn)定輸出電壓，故工作在放大區(qū)。6.邏輯函數(shù)F=AB+AC+BC的最簡與或表達(dá)式為（）。A.AB+ACB.AB+BCC.AC+BCD.AB+AC+BC（已最簡）答案：D解析：利用卡諾圖或公式法驗證，無冗余項，已為最簡。7.若JK觸發(fā)器的J=K=1，CP脈沖為方波，則輸出Q的頻率為CP頻率的（）。A.1倍B.2倍C.1/2倍D.1/4倍答案：C解析：J=K=1時，觸發(fā)器每來一個CP脈沖翻轉(zhuǎn)一次，實現(xiàn)二分頻。8.四位二進(jìn)制計數(shù)器的最大計數(shù)模值為（）。A.4B.8C.16D.32答案：C解析：四位二進(jìn)制數(shù)范圍0000~1111，共16個狀態(tài)。9.ADC的分辨率用（）表示。A.輸出二進(jìn)制位數(shù)B.轉(zhuǎn)換時間C.滿量程電壓D.轉(zhuǎn)換誤差答案：A10.圖2所示電路的邏輯功能為（）。（圖2：兩個與非門級聯(lián)，第一個與非門輸入A、B，輸出接第二個與非門輸入C，第二個與非門另一輸入接D）A.F=((AB)'·C)'B.F=((AB)'·D)'C.F=(AB·D)'D.F=AB·D答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.半導(dǎo)體二極管的正向特性具有______溫度系數(shù)，反向飽和電流隨溫度升高而______。（負(fù)；增大）2.三極管放大電路中，靜態(tài)工作點設(shè)置過高會導(dǎo)致______失真，設(shè)置過低會導(dǎo)致______失真。（飽和；截止）3.差分放大電路抑制______信號，放大______信號，其共模抑制比KCMRR=______。（共模；差模；Ad/Ac）4.集成運放的兩個重要輸入特性是______和______。（虛短；虛斷）5.整流電路的作用是將______電轉(zhuǎn)換為______電，濾波電路的作用是______。（交流；脈動直流；減小輸出電壓的脈動）6.邏輯代數(shù)中，基本運算有______、______、______。（與；或；非）7.TTL門電路的輸入端懸空相當(dāng)于接______電平，CMOS門電路的輸入端______（填“允許”或“不允許”）懸空。（高；不允許）8.時序邏輯電路的特點是輸出不僅取決于______，還與______有關(guān)。（當(dāng)前輸入；電路原狀態(tài)）9.555定時器構(gòu)成多諧振蕩器時，其工作頻率由______和______決定。（外接電阻；電容）10.D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有______、______和______。（分辨率；轉(zhuǎn)換精度；轉(zhuǎn)換速度）三、分析題（共40分）1.（10分）圖3所示共射放大電路中，已知VCC=12V，RB=300kΩ，RC=3kΩ，RE=1kΩ，三極管β=50，rbe=1.2kΩ，C1、C2、CE足夠大。（1）計算靜態(tài)工作點Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）畫出微變等效電路；（3）計算電壓放大倍數(shù)Av、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro。答案：（1）靜態(tài)分析：IBQ=(VCC-UBEQ)/(RB+(1+β)RE)≈(12-0.7)/(300+51×1)≈11.3/351≈0.0322mAICQ=βIBQ≈50×0.0322≈1.61mAUCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)=12-1.61×(3+1)=12-6.44=5.56V（2）微變等效電路：三極管用rbe替代，CE短路RE，輸入回路含RB//rbe，輸出回路含RC。（3）動態(tài)分析：Av=-β(RC//RL)/rbe（假設(shè)RL開路則Av=-βRC/rbe=-50×3/1.2=-125）Ri=RB//rbe≈300//1.2≈1.195kΩRo=RC=3kΩ2.（10分）圖4所示運放電路中，已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=10kΩ，Rf=40kΩ，ui1=0.5V，ui2=0.3V，求輸出電壓uo。答案：該電路為差分比例運算電路。反相輸入端電壓u-=ui1×(R2/(R1+R2))=0.5×(20/30)=1/3V同相輸入端電壓u+=ui2×(Rf/(R3+Rf))=0.3×(40/50)=0.24V根據(jù)虛短u-=u+，但實際差分電路公式：uo=(Rf/R1)(ui2-ui1)×(R1+R2)/(R2)（當(dāng)R1/R2=R3/Rf時）驗證R1/R2=10/20=0.5，R3/Rf=10/40=0.25，不相等，故用疊加法：ui1單獨作用時，uo1=-Rf/R1×ui1=-40/10×0.5=-2Vui2單獨作用時，uo2=(1+Rf/R1)×(R2/(R1+R2))×ui2=(1+4)×(20/30)×0.3=5×(2/3)×0.3=1V總輸出uo=uo1+uo2=-2+1=-1V3.（10分）分析圖5所示組合邏輯電路，寫出輸出F的邏輯表達(dá)式，化簡為最簡與或式，列出真值表并說明其邏輯功能。（圖5：輸入A、B、C，經(jīng)三個與門（A’B’C,A’BC’,AB’C’）后接或門輸出F）答案：邏輯表達(dá)式：F=A’B’C+A’BC’+AB’C’化簡：觀察到每一項只有一個變量取反，其余兩個取原變量，可表示為F=∑m(1,2,4)真值表：ABC|F000|0001|1010|1011|0100|1101|0110|0111|0邏輯功能：三變量中奇數(shù)個1時輸出0，偶數(shù)個1時輸出1？不，實際是僅當(dāng)有一個1時輸出1（m1=001,m2=010,m4=100），即“僅一個輸入為1”時F=1，實現(xiàn)“判1”電路。4.（10分）圖6所示時序邏輯電路中，F(xiàn)F1、FF2為邊沿JK觸發(fā)器，分析其邏輯功能，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說明是否為自啟動電路。（圖6：FF1的J1=Q2’，K1=1；FF2的J2=Q1，K2=Q1；CP同時接兩個觸發(fā)器時鐘端）答案：驅(qū)動方程：J1=Q2’，K1=1；J2=Q1，K2=Q1特性方程：Qn+1=JQn’+K’QnFF1：Q1n+1=J1Q1n’+K1’Q1n=Q2’Q1n’+0×Q1n=Q2’Q1n’FF2：Q2n+1=J2Q2n’+K2’Q2n=Q1Q2n’+Q1’Q2n=Q1⊕Q2n狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：現(xiàn)態(tài)Q2nQ1n|次態(tài)Q2n+1Q1n+100|Q1⊕0=0,Q2’Q1’=1→0101|Q1⊕0=1,Q2’Q1’=0→1010|Q1⊕1=1,Q2’Q1’=0→10（錯誤，重新計算：Q1=0，Q2n=1，Q2n+1=0⊕1=1？不，J2=Q1=0，K2=Q1=0，所以Q2n+1=0·Q2n’+1·Q2n=Q2n=1；Q1n+1=Q2’Q1’=0’·0’=1·1=1→次態(tài)1111|J2=Q1=1，K2=Q1=1，Q2n+1=1·Q2n’+0·Q2n=Q2n’=0；Q1n+1=Q2’Q1’=0’·1’=1·0=0→次態(tài)00修正狀態(tài)表：00→0101→10（Q2n+1=1⊕0=1？原計算錯誤，正確應(yīng)為：Q2n=0，Q1=1，J2=1，K2=1，故Q2n+1=1·0’+0·0=1；Q1n+1=Q2’Q1’=1’·1’=0·0=0→次態(tài)1010→11（Q2n=1，Q1=0，J2=0，K2=0，Q2n+1=0·1’+1·1=1；Q1n+1=Q2’Q1’=0’·0’=1·1=1→次態(tài)1111→00（Q2n=1，Q1=1，J2=1，K2=1，Q2n+1=1·1’+0·1=0；Q1n+1=Q2’Q1’=0’·1’=1·0=0→次態(tài)00狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：00→01→10→11→00（循環(huán)），無無效狀態(tài)，是自啟動電路。四、設(shè)計題（共20分）1.（10分）設(shè)計一個串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源，要求輸出電壓UO=12V，最大輸出電流IOmax=500mA，輸入交流電壓為220V/50Hz，畫出完整電路圖（包括變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓部分），并標(biāo)注主要元件參數(shù)（變壓器變比、整流二極管參數(shù)、濾波電容容量、調(diào)整管參數(shù)）。答案：電路圖組成：（1）變壓器：輸入220V，輸出電壓U2需滿足濾波后Udc≈1.2U2≥UO+UBE（調(diào)整管飽和壓降約2V，故Udc≥14V→U2≈14/1.2≈11.7V，取12V，變比220:12≈18.3:1）（2）整流電路：橋式整流，二極管選擇最大整流電流≥IOmax=500mA，反向耐壓≥√2U2≈16.97V，選1N4001（IF=1A，UR=50V）（3）濾波電容：C≥(3~5)T/(2RL)，RLmin=UO/IOmax=12/0.5=24Ω，T=1/50=0.02s，取C=5×0.02/(2×24)=0.00208F=2000μF，耐壓≥√2U2≈17V，選2200μF/25V（4）穩(wěn)壓部分：調(diào)整管（NPN型）需滿足ICmax≥IOmax=500mA，UCEO≥Udc-UO=14-12=2V（實際取≥Udc=14V），選3DG12（ICM=1A，UCEO=30V）；基準(zhǔn)電壓用穩(wěn)壓管（如1N4742，UZ=12V）；取樣電路R1、R2分壓，使UZ=UO×R2/(R1+R2)，取R1=1kΩ，R2=1kΩ；放大環(huán)節(jié)用三極管或運放（此處用三極管，增益足夠）。2.（10分）設(shè)計一個同步四進(jìn)制加法計數(shù)器，要求用JK觸發(fā)器實現(xiàn)，狀態(tài)為00→01→10→11→00，畫出邏輯電路圖。答案：（1）狀態(tài)表：現(xiàn)態(tài)Q1nQ0n|次態(tài)Q1n+1Q0n+1|J1K1|J0K000|01|0任意|11（Q0n+1=Q0n’→J0=1,K0=1）01|10|1任意（Q1n+1=Q1n’當(dāng)Q0n=1時）→J1=Q0n,K1=Q0n1