2025年電子基專業(yè)試題及答案一、選擇題（每題3分，共15分）1.下列元件中，屬于動態(tài)元件的是（）A.理想電流源B.線性電感C.精度1%的電阻D.理想變壓器答案：B2.電路中某硅二極管接在直流電路中，測得其兩端電壓為0.7V，陰極電位為3V，則陽極電位為（）A.2.3VB.3.7VC.3VD.0.7V答案：B3.已知邏輯函數(shù)F=AB+BC+AC，其最簡與或表達式為（）A.AB+BCB.AC+BCC.AB+ACD.AB+BC+AC（已最簡）答案：D（注：該函數(shù)無冗余項，無法進一步化簡）4.半導體中，溫度升高時本征載流子濃度ni的變化趨勢是（）A.指數(shù)增長B.線性增長C.基本不變D.指數(shù)衰減答案：A5.信號f(t)=e^(-2t)u(t)的能量或功率特性為（）A.能量信號（能量有限）B.功率信號（功率有限）C.既非能量也非功率信號D.無法判斷答案：A二、填空題（每空2分，共20分）1.戴維南定理指出，線性含源一端口網(wǎng)絡可等效為______與______的串聯(lián)。答案：理想電壓源；等效電阻2.某放大電路的中頻電壓增益為40dB，上限截止頻率fH=100kHz，下限截止頻率fL=100Hz，則通頻帶BW=______。答案：99.9kHz（或約100kHz）3.JK觸發(fā)器的特性方程為______。答案：Q^(n+1)=JQ?+K?Q（注：Q?表示Q的非）4.PN結內建電場的方向是從______區(qū)指向______區(qū)。答案：N型；P型5.連續(xù)時間信號f(t)的傅里葉變換為F(jω)，則f(t-t0)的傅里葉變換為______。答案：F(jω)e^(-jωt0)三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述共射極放大電路中發(fā)射極旁路電容CE的作用。答案：CE并聯(lián)在發(fā)射極電阻RE兩端，對交流信號呈現(xiàn)低阻抗（近似短路），消除RE對交流信號的負反饋，提高放大電路的交流增益；對直流信號（靜態(tài)工作點）無影響，保留RE的直流負反饋作用以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。2.施密特觸發(fā)器的“回差特性”指什么？有何工程應用？答案：回差特性指施密特觸發(fā)器有兩個不同的閾值電壓（上限閾值UTH和下限閾值UTL），且UTH>UTL。輸入信號從低電平上升時，需超過UTH才翻轉；從高電平下降時，需低于UTL才翻轉。工程上用于波形整形（消除噪聲引起的多次翻轉）、幅度鑒別（區(qū)分不同幅度的信號）和構成多諧振蕩器。3.增強型NMOSFET導通的條件是什么？導通后漏極電流iD的主要影響因素有哪些？答案：導通條件：柵源電壓uGS大于開啟電壓UT（uGS>UT）。導通后，iD主要受uGS（柵源電壓）、uDS（漏源電壓）和溝道長度調制效應（λ參數(shù)）影響；當uDS≥uGS-UT時進入飽和區(qū)，iD近似與uGS的平方成正比；當uDS<uGS-UT時進入可變電阻區(qū)，iD與uDS近似線性相關。4.半導體本征激發(fā)與摻雜的區(qū)別是什么？答案：本征激發(fā)是半導體價帶電子獲得足夠能量（如熱激發(fā)）躍遷到導帶，產生等量的自由電子和空穴對的過程，其濃度ni僅與溫度和材料禁帶寬度有關；摻雜是向本征半導體中摻入少量雜質原子（如Si中摻P或B），通過雜質電離提供大量多數(shù)載流子（N型摻雜提供電子，P型摻雜提供空穴），顯著提高電導率，摻雜濃度遠大于本征載流子濃度（常溫下ND>>ni或NA>>ni）。5.簡述卷積積分f1(t)f2(t)的物理意義。答案：卷積積分表示線性時不變（LTI）系統(tǒng)在輸入信號f1(t)作用下，輸出響應等于輸入信號與系統(tǒng)沖激響應f2(t)（h(t)）的卷積。其物理本質是將輸入信號分解為無窮多個沖激信號的疊加，每個沖激信號經(jīng)系統(tǒng)后產生對應的沖激響應，所有響應疊加即得總輸出。四、計算題（每題10分，共50分）1.如圖1所示電路（注：假設圖中包含獨立電壓源US1=10V，US2=5V，電阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=5Ω，節(jié)點a、b、c，其中c為參考地），用節(jié)點電壓法求節(jié)點a的電位Va。解：設節(jié)點a電位為Va，節(jié)點b電位為Vb（參考地電位Vc=0）。根據(jù)基爾霍夫電流定律（KCL）：對節(jié)點a：(Va-US1)/R1+(Va-Vb)/R2=0對節(jié)點b：(Vb-Va)/R2+Vb/R3US2/R3=0（注：US2與R3串聯(lián)，等效為電流源US2/R3流出節(jié)點b）代入數(shù)值：(Va-10)/2+(Va-Vb)/3=0→3(Va-10)+2(Va-Vb)=0→5Va2Vb=30...(1)(Vb-Va)/3+Vb/55/5=0→(5(Vb-Va)+3Vb)/151=0→8Vb5Va=15...(2)聯(lián)立(1)(2)：5Va2Vb=30；-5Va+8Vb=15→6Vb=45→Vb=7.5V代入(1)：5Va-2×7.5=30→5Va=45→Va=9V答案：Va=9V2.某共射放大電路如圖2（注：假設圖中包含VCC=12V，RB1=30kΩ，RB2=10kΩ，RE=2kΩ，RC=3kΩ，晶體管β=50，rbe=1kΩ，忽略UBE），求：（1）靜態(tài)工作點ICQ、UCEQ；（2）電壓增益Av=uo/ui。解：（1）靜態(tài)分析：基極偏置電壓UBQ=(RB2/(RB1+RB2))VCC=(10/(30+10))×12=3V發(fā)射極電流IEQ≈ICQ=(UBQ-UBE)/RE≈(3-0.7)/2=1.15mA（注：若題目忽略UBE，則IEQ=UBQ/RE=3/2=1.5mA，此處按題目要求調整）假設忽略UBE，則ICQ≈IEQ=3/2=1.5mA集射極電壓UCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)=12-1.5×(3+2)=12-7.5=4.5V（2）動態(tài)分析：電壓增益Av=-β(RC∥RL)/rbe（假設RL開路，RL→∞，則RC∥RL=RC）題目未給RL，默認RL開路，故Av=-50×3/1=-150答案：（1）ICQ=1.5mA，UCEQ=4.5V；（2）Av=-1503.設計一個3輸入（A、B、C）的組合邏輯電路，當輸入中1的個數(shù)為奇數(shù)時輸出F=1，否則F=0。要求用最少的與非門實現(xiàn)。解：（1）列真值表：ABC|F000|0001|1010|1011|0100|1101|0110|0111|1（2）邏輯表達式：F=A?B?C+A?BC?+AB?C?+ABC（奇校驗函數(shù)）利用異或性質化簡：F=A⊕B⊕C（3）轉換為與非門：A⊕B=AB?+A?B=(AB?)?(A?B)??（兩次取反）A⊕B⊕C=(A⊕B)⊕C=[(A⊕B)C?+(A⊕B)?C]??=[(A⊕B)C?]?[(A⊕B)?C]??進一步化簡：A⊕B=(AB)?(A?B?)?（與非門實現(xiàn)），再與C異或，最終需5個與非門（具體電路略）答案：最簡與非門電路由5個與非門構成，邏輯表達式F=((AB)?(A?B?)?C)?·(((AB)?(A?B?)?)?C?)??4.已知某N型半導體摻雜濃度ND=10^16cm?3，本征載流子濃度ni=10^10cm?3，電子遷移率μn=1350cm2/(V·s)，空穴遷移率μp=480cm2/(V·s)，求：（1）多數(shù)載流子濃度n0；（2）少數(shù)載流子濃度p0；（3）電導率σ。解：（1）N型半導體多數(shù)載流子為電子，n0≈ND=10^16cm?3（2）根據(jù)電中性條件n0p0=ni2，p0=ni2/n0=(10^10)2/10^16=10^4cm?3（3）電導率σ=q(n0μn+p0μp)≈qn0μn（因p0μp<<n0μn）q=1.6×10^-19C，代入得：σ=1.6×10^-19×10^16×1350=1.6×1350×10^-3=2.16S/cm答案：（1）n0=10^16cm?3；（2）p0=10^4cm?3；（3）σ≈2.16S/cm5.求信號f(t)=e^(-t)u(t)與f(t)=sin(2t)u(t)的卷積f1(t)f2(t)，并畫出其波形示意圖（關鍵點標注時間和幅值）。解：卷積積分定義：(f1f2)(t)=∫?^te^(-τ)sin[2(t-τ)]dτ（t≥0）令x=t-τ，τ=t-x，dτ=-dx，積分限τ=0→x=t；τ=t→x=0，故：=∫?^te^(-(t-x))sin(2x)dx=e^(-t)∫?^te^xsin(2x)dx利用積分公式∫e^axsin(bx)dx=e^ax(asinbxbcosbx)/(a2+b2)+C此處a=1，b=2，積分結果：e^(-t)·[e^x(1·sin2x2·cos2x)/(1+4)]?^t=e^(-t)/5[e^t(sin2t2cos2t)e^0(02×1)]=1/5[sin2t2cos2t+2e^(-t)]t<0時，卷積為0。波形關鍵點：t=0時，值為(02×1+2×1)/5=0；t→∞時，2e^(-t)→0，剩余(sin2t2cos2t)/5，幅值為√(12+22)/5=√5/5≈0.447，呈現(xiàn)衰減振蕩特性。答案：f1(t)f2(t)=[sin2t2cos2t+2e^(-t)]/5·u(t)五、綜合題（15分）設計一個基于555定時器的溫度控制電路，要求：當溫度高于閾值T0時，繼電器吸合（控制加熱裝置斷電）；溫度低于T0時，繼電器釋放（加熱裝置通電）。需說明核心元件選型、電路結構及工作原理。解：（1）核心元件：555定時器（構成施密特觸發(fā)器或比較器）、溫度傳感器（如負溫度系數(shù)NTC熱敏電阻）、繼電器（帶續(xù)流二極管）、基準電壓源（提供T0對應的閾值電壓）。（2）電路結構：溫度檢測部分：NTC電阻與固定電阻R串聯(lián)，接VCC，分壓點作為555的輸入（如閾值端TH和觸發(fā)端TR）。555配置：接成施密特觸發(fā)器模式（TH=TR=輸入電壓，控制端CO接0.01μF電容濾波），輸出端通過驅動三極管控制繼電器線圈。繼電器保護：線圈兩端并聯(lián)續(xù)流二極管（防止斷電時反電動勢損壞器件）。（3）工作原理：當溫度低于T0時，NTC電阻值較大，分壓點電壓低于555的下限閾值UTL（≈VCC/3），555輸出高電平，三極管導通，繼電器線圈通電，