2025年大學(xué)模電試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.某PN結(jié)在溫度為25℃時反向飽和電流為10nA，當(dāng)溫度升高至55℃時，反向飽和電流約為（）。A.20nAB.40nAC.80nAD.160nA2.增強(qiáng)型PMOS管工作在恒流區(qū)的條件是（）。A.uGS≤UGS(th)且uDS≤uGS-UGS(th)B.uGS≥UGS(th)且uDS≥uGS-UGS(th)C.uGS≥UGS(th)且uDS≤uGS-UGS(th)D.uGS≤UGS(th)且uDS≥uGS-UGS(th)3.某共射放大電路中，若輸入正弦信號時，輸出電壓出現(xiàn)頂部失真，且增大基極偏置電流后失真消失，說明原失真是（）。A.飽和失真B.截止失真C.交越失真D.頻率失真4.集成運(yùn)放內(nèi)部電路采用直接耦合方式的主要原因是（）。A.便于制作大電容B.降低功耗C.抑制溫漂D.便于集成5.反饋放大電路中，若希望穩(wěn)定輸出電壓并提高輸入電阻，應(yīng)引入（）。A.電壓串聯(lián)負(fù)反饋B.電壓并聯(lián)負(fù)反饋C.電流串聯(lián)負(fù)反饋D.電流并聯(lián)負(fù)反饋6.某放大電路的通頻帶為20Hz~20kHz，當(dāng)輸入信號為10Hz的正弦波時，輸出信號會出現(xiàn)（）。A.幅度失真B.相位失真C.交越失真D.飽和失真7.OTL功率放大電路中，輸出電容C的主要作用是（）。A.隔直B.耦合交流信號C.提供負(fù)電源D.存儲電荷維持輸出中點(diǎn)電位8.欲設(shè)計(jì)一個電壓放大倍數(shù)為-100、輸入電阻大于10kΩ的反相比例運(yùn)算電路，應(yīng)選用（）。A.基本反相比例電路B.T型網(wǎng)絡(luò)反相比例電路C.同相比例電路D.差分比例電路9.文氏橋振蕩電路中，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的作用是（）。A.選頻和正反饋B.選頻和負(fù)反饋C.穩(wěn)幅和正反饋D.穩(wěn)幅和負(fù)反饋10.串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管工作在（）。A.截止區(qū)B.放大區(qū)C.飽和區(qū)D.擊穿區(qū)二、填空題（每空1分，共15分）1.半導(dǎo)體三極管工作在放大區(qū)時，發(fā)射結(jié)需______偏置，集電結(jié)需______偏置。2.場效應(yīng)管屬于______控制器件，三極管屬于______控制器件。3.共集電極放大電路的特點(diǎn)是電壓增益______1，輸入電阻______，輸出電阻______。4.放大電路中引入負(fù)反饋后，通頻帶會______（展寬/變窄），非線性失真會______（增大/減小）。5.差分放大電路抑制共模信號的能力用______來衡量，其值越大，抑制能力越______。6.集成運(yùn)放的兩個重要特性是______和______（理想情況下）。7.正弦波振蕩電路的起振條件是______和______。三、分析題（共25分）1.（10分）圖1所示為分壓式偏置共射放大電路，已知VCC=12V，RB1=30kΩ，RB2=10kΩ，RE=2kΩ，RC=3kΩ，β=50，UBE=0.7V，電容C1、C2、CE均足夠大。（1）畫出直流通路，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）畫出交流小信號等效電路（使用h參數(shù)模型），計(jì)算電壓增益Au、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro。2.（15分）圖2所示為集成運(yùn)放構(gòu)成的電路，已知運(yùn)放為理想器件。（1）判斷電路中存在的反饋類型（級間反饋）；（2）推導(dǎo)輸出電壓uO與輸入電壓uI1、uI2的關(guān)系式；（3）若uI1=0.5V，uI2=1V，計(jì)算uO的值；（4）若運(yùn)放的最大輸出電壓為±12V，當(dāng)uI1=2V時，uI2的取值范圍是多少？四、計(jì)算題（共30分）1.（10分）某乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路（OCL）如圖3所示，VCC=±15V，RL=8Ω，輸入正弦信號足夠大。（1）計(jì)算最大輸出功率Pom；（2）計(jì)算每個功放管的最大管耗PTmax；（3）計(jì)算此時的效率η。2.（10分）圖4所示為一階低通有源濾波電路，已知R1=10kΩ，Rf=20kΩ，C=0.1μF，運(yùn)放為理想器件。（1）求通帶電壓增益Auf；（2）求截止頻率fc；（3）寫出電壓傳輸函數(shù)的表達(dá)式（以s為變量）。3.（10分）圖5所示為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，已知穩(wěn)壓管VS的穩(wěn)定電壓UZ=6V，R1=2kΩ，R2=1kΩ，R3=1kΩ，調(diào)整管T的發(fā)射結(jié)電壓UBE=0.7V。（1）計(jì)算輸出電壓UO的可調(diào)范圍；（2）若負(fù)載電流IL=500mA，調(diào)整管T的最大功耗PTmax（忽略其他元件功耗）。五、設(shè)計(jì)題（共10分）設(shè)計(jì)一個單管共射放大電路，要求：電壓增益|Au|≥80，輸入電阻Ri≥3kΩ，輸出電阻Ro≈3kΩ，靜態(tài)工作點(diǎn)UCEQ≈6V，電源電壓VCC=12V，三極管β=100，UBE=0.7V。要求畫出電路原理圖，標(biāo)注各元件參數(shù)（電阻、電容值），并簡要說明設(shè)計(jì)步驟。答案：一、選擇題1.C（溫度每升高10℃，反向飽和電流約加倍，30℃溫差，10nA×23=80nA）2.D（PMOS增強(qiáng)型管開啟電壓UGS(th)為負(fù)，恒流區(qū)需uGS≤UGS(th)且uDS≥uGS-UGS(th)）3.B（頂部失真為截止失真，增大IBQ后Q點(diǎn)上移，避免截止）4.D（集成工藝難制大電容，直接耦合便于集成）5.A（電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，串聯(lián)負(fù)反饋提高輸入電阻）6.B（輸入信號頻率低于下限截止頻率，產(chǎn)生相位失真）7.D（OTL電路無負(fù)電源，C存儲電荷維持輸出中點(diǎn)電位為VCC/2）8.B（T型網(wǎng)絡(luò)可在小電阻下實(shí)現(xiàn)高增益，滿足輸入電阻要求）9.A（RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在f0=1/(2πRC)時反饋系數(shù)最大且相移為0，起選頻和正反饋?zhàn)饔茫?0.B（調(diào)整管需根據(jù)輸出電壓變化調(diào)整壓降，工作在放大區(qū)）二、填空題1.正向；反向2.電壓；電流3.約等于（或接近）；高；低4.展寬；減小5.共模抑制比（CMRR）；強(qiáng)6.虛短（u+=u-）；虛斷（i+=i-=0）7.幅值條件|AF|>1；相位條件φA+φF=2nπ（n為整數(shù)）三、分析題1.（1）直流通路中，基極分壓UBQ=VCC×RB2/(RB1+RB2)=12×10/(30+10)=3V；IBQ=(UBQ-UBE)/((RB1//RB2)+(1+β)RE)≈(3-0.7)/(7.5kΩ+51×2kΩ)=2.3/(7.5+102)=2.3/109.5≈21μA；ICQ=βIBQ=50×21μA≈1.05mA；UCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)=12-1.05×(3+2)=12-5.25=6.75V。（2）交流小信號等效電路中，rbe=200Ω+(1+β)×26mV/ICQ≈200+51×26/1.05≈200+1263≈1463Ω≈1.46kΩ；Au=-βRC/(rbe)=-50×3/1.46≈-102.7；Ri=RB1//RB2//rbe≈30//10//1.46≈1.3kΩ（注：實(shí)際計(jì)算中RB1//RB2=7.5kΩ，7.5//1.46≈1.2kΩ）；Ro=RC=3kΩ。2.（1）反饋網(wǎng)絡(luò)為Rf，從輸出端引至運(yùn)放反相輸入端，為電壓并聯(lián)負(fù)反饋（輸出電壓取樣，并聯(lián)方式）。（2）運(yùn)放虛短u+=u-=0（同相端接地），虛斷i+=i-=0；對節(jié)點(diǎn)N，iI1+iI2=iF，即(uI1-0)/R1+(uI2-0)/R2=(0-uO)/Rf；整理得uO=-Rf(uI1/R1+uI2/R2)（假設(shè)R1=R2=Rf=R，則uO=-(uI1+uI2)，具體阻值需看題目給定，此處按通用式）。（3）若R1=R2=Rf=10kΩ（假設(shè)），則uO=-(0.5+1)=-1.5V。（4）當(dāng)uI1=2V時，uO=-Rf(2/R1+uI2/R2)；運(yùn)放輸出不超過±12V，故：-12≤-Rf(2/R1+uI2/R2)≤12；若R1=R2=Rf，則-12≤-(2+uI2)≤12→-12≤-2-uI2≤12→兩邊乘-1變號：12≥2+uI2≥-12→10≥uI2≥-14V。四、計(jì)算題1.（1）最大輸出電壓幅值Uom≈VCC=15V（忽略管壓降），Pom=Uom2/(2RL)=152/(2×8)=225/16≈14.06W。（2）單個管的最大管耗PTmax≈0.2Pom=0.2×14.06≈2.81W。（3）效率η=(π/4)×(Uom/VCC)≈(π/4)×(15/15)=π/4≈78.5%（當(dāng)Uom=VCC時）。2.（1）通帶電壓增益Auf=1+Rf/R1=1+20/10=3。（2）截止頻率fc=1/(2πR1C)=1/(2×3.14×10kΩ×0.1μF)=1/(6.28×10?3)≈159Hz。（3）電壓傳輸函數(shù)A(s)=Auf/(1+s/(2πfc))=3/(1+s/(2π×159))=3/(1+s/(1000))（近似fc=159Hz≈160Hz，2πfc≈1000rad/s）。3.（1）輸出電壓UO=(UZ+UBE)(R1+R2+R3)/(R2’+R3)，其中R2’為R2滑動端以下部分。當(dāng)滑動端在最下端時，R2’=0，UO=(6+0.7)(2+1+1)/(0+1)=6.7×4/1=26.8V（錯誤，正確公式應(yīng)為UO=(UZ+UBE)(R1+R2+R3)/(R3+R2下)，實(shí)際串聯(lián)型穩(wěn)壓電路中，取樣電阻分壓點(diǎn)電壓為UZ+UBE，即：UZ+UBE=UO×(R3+R2下)/(R1+R2+R3)→UO=(UZ+UBE)(R1+R2+R3)/(R3+R2下)。當(dāng)R2下=0（滑動端最下），UO=(6+0.7)(2+1+1)/(1+0)=6.7×4/1=26.8V（超出電源電壓，不合理，可能題目中VCC應(yīng)高于此值，假設(shè)VCC足夠大）；當(dāng)R2下=R2=1kΩ（滑動端最上），UO=(6.7)(4)/(1+1)=6.7×2=13.4V；故UO可調(diào)范圍約13.4V~26.8V（需根據(jù)實(shí)際電路修正，正確公式應(yīng)為UO=(UZ+UBE)(R1+R2+R3)/(R3+R2’)，R2’∈[0,R2]）。（2）調(diào)整管功耗PT=UCE×IC，UCE=VCC-UO（假設(shè)VCC=30V），IC≈IL=500mA；當(dāng)UO最小時（26.8V），UCE=30-26.8=3.2V，PT=3.2×0.5=1.6W；當(dāng)UO最大時（假設(shè)VCC=30V，UO=13.4V），UCE=30-13.4=16.6V，PT=16.6×0.5=8.3W，故PTmax≈8.3W（需根據(jù)VCC實(shí)際值調(diào)整）。五、設(shè)計(jì)題電路原理圖：采用分壓式偏置共射放大電路，包含RB1、RB2、RC、RE、C1、C2、CE（CE旁路RE交流）。設(shè)計(jì)步驟：1.確定靜態(tài)工作點(diǎn)：ICQ≈(VCC-UCEQ)/RC（UCEQ=6V，VCC=12V，故RC=(12-6)/ICQ=6/ICQ）；2.輸入電阻Ri=RB1//RB2//rbe≥3kΩ，rbe=200+(1+β)×26mV/ICQ≈200+101×26/ICQ（ICQ單位mA）；3.電壓增益|Au|=βRC/rbe≥80，代入RC=6/ICQ，得β×(6/ICQ)/rbe≥80；4.假設(shè)ICQ=1mA，則rbe≈200+101×26/1≈2826Ω≈2.83kΩ；RC=6/1=6kΩ；Au=100×6/2.83≈212≥80，滿足；5.基極分壓UBQ=UBE+ICQ×RE（RE一般取1kΩ左右），設(shè)RE=1kΩ，則UBQ=0.7+1×1=1.7V；6.RB1//RB2≈(1+