2025年電子技術(shù)筆試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.關(guān)于第三代半導(dǎo)體材料（如SiC、GaN）的特性，以下描述錯誤的是：A.禁帶寬度大于傳統(tǒng)Si材料B.擊穿場強(qiáng)更高，適合高壓應(yīng)用C.熱導(dǎo)率低于Si材料，需更復(fù)雜散熱設(shè)計(jì)D.電子飽和漂移速度更快，適合高頻器件答案：C2.某運(yùn)放的開環(huán)差模增益為100dB，輸入失調(diào)電壓Vos=2mV，當(dāng)接成同相比例放大電路（增益Av=100）時，輸出端的失調(diào)電壓約為：A.0.2mVB.200mVC.2mVD.20mV答案：B（計(jì)算：輸出失調(diào)電壓=Vos×Av=2mV×100=200mV）3.若8位ADC的參考電壓為5V，其分辨率（最小可分辨電壓）為：A.5/256≈19.53mVB.5/128≈39.06mVC.5/64≈78.12mVD.5/512≈9.77mV答案：A（分辨率=Vref/(2?-1)≈5/255≈19.6mV，近似為5/256）4.以下數(shù)字邏輯器件中，屬于時序邏輯電路的是：A.74HC138（3-8譯碼器）B.74HC161（4位同步計(jì)數(shù)器）C.74HC00（四2輸入與非門）D.74HC245（雙向緩沖器）答案：B5.關(guān)于PN結(jié)反向擊穿的描述，正確的是：A.齊納擊穿發(fā)生在高摻雜PN結(jié)，擊穿電壓隨溫度升高而降低B.雪崩擊穿發(fā)生在低摻雜PN結(jié)，擊穿電壓隨溫度升高而升高C.兩種擊穿均為不可逆過程，會導(dǎo)致器件損壞D.穩(wěn)壓二極管工作于正向?qū)▍^(qū)答案：A（B選項(xiàng)雪崩擊穿溫度系數(shù)為正，齊納擊穿溫度系數(shù)為負(fù)；C選項(xiàng)可逆；D選項(xiàng)穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)）6.某放大電路的幅頻特性中，上限截止頻率fH=10MHz，下限截止頻率fL=100Hz，當(dāng)輸入信號頻率為1MHz時，電壓增益的幅值與中頻增益相比：A.下降3dBB.基本不變C.下降6dBD.下降20dB答案：B（1MHz處于中頻區(qū)，增益基本不變）7.用555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時，觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)：A.遠(yuǎn)大于暫穩(wěn)態(tài)時間twB.遠(yuǎn)小于暫穩(wěn)態(tài)時間twC.等于twD.無要求答案：B（觸發(fā)脈沖需窄于tw，否則無法正常觸發(fā)）8.以下關(guān)于I2C總線的描述，錯誤的是：A.采用漏極開路輸出，需上拉電阻B.數(shù)據(jù)傳輸時，SCL為高電平期間SDA必須保持穩(wěn)定C.支持多主設(shè)備競爭，通過仲裁機(jī)制解決沖突D.最高傳輸速率固定為100kbps答案：D（I2C支持標(biāo)準(zhǔn)模式100kbps、快速模式400kbps、高速模式3.4Mbps等）9.設(shè)計(jì)一個基于51單片機(jī)的溫度檢測系統(tǒng)，若使用DS18B20（單總線協(xié)議），單片機(jī)與傳感器通信時需：A.配置UART接口，設(shè)置波特率9600B.配置I2C接口，設(shè)置從機(jī)地址C.使用普通IO口模擬單總線時序D.配置SPI接口，設(shè)置時鐘極性答案：C10.開關(guān)電源中，電感的主要作用是：A.濾波，存儲和釋放能量B.隔離輸入輸出C.提高功率因數(shù)D.限制啟動電流答案：A11.某二進(jìn)制數(shù)101101對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是：A.45B.43C.47D.53答案：A（1×32+0×16+1×8+1×4+0×2+1×1=32+8+4+1=45）12.以下關(guān)于差分放大電路的描述，錯誤的是：A.抑制共模信號，放大差模信號B.雙端輸出時，共模抑制比KCMR理論上為無窮大C.單端輸出時，KCMR取決于長尾電阻Re的大小D.增大Re可提高共模抑制能力答案：B（實(shí)際中由于元件不對稱，KCMR有限）13.若要設(shè)計(jì)一個截止頻率為1kHz的二階低通有源濾波器，最適合的運(yùn)放類型是：A.低輸入偏置電流運(yùn)放（如CA3140）B.高速運(yùn)放（如LM318）C.低噪聲運(yùn)放（如AD797）D.通用運(yùn)放（如LM358）答案：D（1kHz屬于低頻，通用運(yùn)放足夠）14.以下關(guān)于場效應(yīng)管（FET）的描述，正確的是：A.JFET的輸入電阻低于MOSFETB.N溝道增強(qiáng)型MOSFET的開啟電壓為負(fù)C.FET是電壓控制器件，輸入電流極小D.FET的熱穩(wěn)定性比BJT差答案：C（A選項(xiàng)JFET輸入電阻約10?Ω，MOSFET更高；B選項(xiàng)N溝道增強(qiáng)型開啟電壓為正；D選項(xiàng)FET溫度穩(wěn)定性更好）15.用Verilog實(shí)現(xiàn)一個4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，以下代碼中存在錯誤的是：A.always@(posedgeclk)begincnt<=cnt+1;endB.always@(posedgeclkornegedgerst)beginif(!rst)cnt<=0;elsecnt<=cnt+1;endC.always@(clk)beginif(clk)cnt<=cnt+1;endD.reg[3:0]cnt;initialcnt=0;答案：C（敏感列表僅包含clk，且未判斷邊沿，會導(dǎo)致電平觸發(fā)，無法正確計(jì)數(shù)）二、填空題（每空1分，共20分）1.半導(dǎo)體二極管的正向伏安特性曲線可近似為__________模型（填“理想”“恒壓源”或“折線”），硅管的導(dǎo)通壓降約為__________V。答案：恒壓源；0.72.共射極放大電路中，集電極電阻Rc的作用是將__________轉(zhuǎn)換為__________輸出。答案：電流變化；電壓變化3.D觸發(fā)器的特性方程為__________，JK觸發(fā)器的特性方程為__________。答案：Q??1=D；Q??1=JQ?’+K’Q?4.開關(guān)電源按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為__________、__________和反激式等，其中__________拓?fù)溥m用于小功率隔離場景。答案：降壓式（BUCK）；升壓式（BOOST）；反激式5.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的主要技術(shù)指標(biāo)包括__________、__________和轉(zhuǎn)換速度，其中__________決定了能分辨的最小輸入信號變化。答案：分辨率；精度；分辨率6.555定時器構(gòu)成多諧振蕩器時，振蕩頻率f≈__________（用R1、R2、C表示），占空比D=__________（用R1、R2表示）。答案：1/[0.7(R1+2R2)C]；(R1+R2)/(R1+2R2)7.單片機(jī)最小系統(tǒng)通常包括__________、__________和__________電路，其中__________電路用于為單片機(jī)提供穩(wěn)定的時鐘信號。答案：電源；時鐘；復(fù)位；時鐘8.差分放大電路的共模抑制比KCMR=__________（用Ad和Ac表示），其值越大，抑制__________信號的能力越強(qiáng)。答案：|Ad/Ac|；共模三、簡答題（每題6分，共30分）1.比較組合邏輯電路與時序邏輯電路的主要區(qū)別。答案：組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前輸入，無記憶元件（如門電路）；時序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還與電路過去的狀態(tài)有關(guān)，需包含記憶元件（如觸發(fā)器、寄存器）。組合邏輯無反饋回路，時序邏輯存在反饋以存儲狀態(tài)。2.簡述運(yùn)放構(gòu)成積分電路時，輸出電壓出現(xiàn)“積分漂移”的原因及解決方法。答案：原因：運(yùn)放存在輸入失調(diào)電壓Vos、輸入偏置電流Ib和溫漂，導(dǎo)致積分電容緩慢充電/放電，輸出電壓偏離理想值。解決方法：選用低失調(diào)、低漂移的運(yùn)放（如斬波穩(wěn)零運(yùn)放）；在積分電容兩端并聯(lián)電阻（反饋電阻），引入直流負(fù)反饋抑制漂移；采用調(diào)零電路補(bǔ)償Vos。3.說明如何用萬用表判斷一個三極管的類型（NPN/PNP）及三個電極（b、c、e）。答案：步驟：①判斷基極b：用萬用表R×1k檔測量任意兩極，若某一極對另外兩極的電阻均較?。ㄕ?qū)ǎ瑒t該極為b。若紅表筆接b時電阻?。ê诒砉P接c/e），則為NPN型；黑表筆接b時電阻?。t表筆接c/e），則為PNP型。②判斷c和e：對NPN管，用紅表筆接e，黑表筆接c，用手捏住b和c（不接觸），萬用表指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)較大；交換c和e，偏轉(zhuǎn)較小，偏轉(zhuǎn)大時黑表筆接c。PNP管同理，紅表筆接c，黑表筆接e。4.分析開關(guān)電源中續(xù)流二極管的作用，并說明其為何需選用快恢復(fù)二極管或肖特基二極管。答案：作用：在開關(guān)管截止期間，為電感提供放電回路，維持負(fù)載電流連續(xù)。選用快恢復(fù)二極管（FRD）或肖特基二極管（SBD）的原因：開關(guān)電源工作頻率高（幾十kHz至幾MHz），普通二極管反向恢復(fù)時間長，會導(dǎo)致較大的開關(guān)損耗和反向尖峰；FRD反向恢復(fù)時間短（幾百ns），SBD無少數(shù)載流子存儲效應(yīng)（反向恢復(fù)時間極短，約幾ns），適合高頻應(yīng)用。5.簡述SPI總線的通信過程（主從模式），并說明其四根信號線的名稱及功能。答案：通信過程：主設(shè)備通過SS（片選）信號選中從設(shè)備；主設(shè)備在SCK（時鐘）信號驅(qū)動下，通過MOSI（主出從入）發(fā)送數(shù)據(jù)，從設(shè)備通過MISO（主入從出）返回數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在SCK的上升沿或下降沿采樣（由CPOL/CPHA設(shè)定）。四根信號線：①SS（SlaveSelect）：主設(shè)備控制從設(shè)備的使能，低電平有效；②SCK（SerialClock）：主設(shè)備提供的同步時鐘；③MOSI（MasterOutSlaveIn）：主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；④MISO（MasterInSlaveOut）：從設(shè)備向主設(shè)備返回數(shù)據(jù)。四、綜合題（共20分）1.（8分）設(shè)計(jì)一個基于STM32單片機(jī)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，要求：（1）使用DS18B20作為溫度傳感器（單總線協(xié)議）；（2）當(dāng)溫度超過50℃時，通過GPIO控制蜂鳴器報警；（3）通過UART（波特率9600，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗(yàn)）將溫度值（格式：“TEMP:XX.X℃”）發(fā)送至上位機(jī)。請畫出系統(tǒng)硬件框圖，并說明軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟。答案：硬件框圖：STM32單片機(jī)（含GPIO、USART、內(nèi)部時鐘）→DS18B20（單總線接單片機(jī)某IO口）→蜂鳴器（接GPIO，經(jīng)三極管驅(qū)動）→USB轉(zhuǎn)UART模塊（連接上位機(jī)）。軟件關(guān)鍵步驟：①初始化：配置GPIO（單總線IO設(shè)為開漏輸出/輸入復(fù)用，蜂鳴器IO設(shè)為推挽輸出），初始化USART（波特率9600，8N1），配置系統(tǒng)時鐘；②DS18B20驅(qū)動：實(shí)現(xiàn)單總線時序（復(fù)位、寫0/1、讀0/1），讀取溫度寄存器（2字節(jié)），轉(zhuǎn)換為實(shí)際溫度值（高字節(jié)符號位，低字節(jié)0.0625℃/LSB）；③溫度判斷：讀取溫度值后，若>50℃，設(shè)置蜂鳴器IO為高電平；否則置低；④UART發(fā)送：將溫度值格式化為字符串（如“TEMP:25.5℃”），通過USART發(fā)送函數(shù)逐字節(jié)發(fā)送。2.（6分）設(shè)計(jì)一個由74HC161（4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，異步清零，同步置數(shù)）構(gòu)成的24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要求：（1）采用反饋清零法；（2）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（0→1→…→23→0）；（3）寫出清零邏輯表達(dá)式，并畫出連接電路圖。答案：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：0（0000）→1（0001）→…→23（10111？不，4位計(jì)數(shù)器最大15，此處應(yīng)為24進(jìn)制需2片74HC161級聯(lián)，總8位，計(jì)數(shù)到23時清零。假設(shè)使用2片級聯(lián)，低位片（N1）和高位片（N2），計(jì)數(shù)范圍0-23。反饋清零法：當(dāng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)為24（即00011000，8位）時，通過與非門檢測該狀態(tài)，輸出清零信號（低電平有效）。但24進(jìn)制計(jì)數(shù)到23（00010111）后應(yīng)回到0，因此實(shí)際應(yīng)檢測狀態(tài)23（10111？不，4位單芯片最大15，需2片級聯(lián)，總計(jì)數(shù)范圍0-23（即00000000到00010111）。當(dāng)狀態(tài)為00010111（23）時，通過與非門輸出清零信號（連接到兩片的CLR’引腳）。清零邏輯表達(dá)式：CLR’=(Q7’·Q6’·Q5·Q4·Q3·Q2·Q1·Q0)’（實(shí)際應(yīng)為檢測23的二進(jìn)制00010111，即高位片Q3=0,Q2=0,Q1=0,Q0=1（假設(shè)高位片為Q7-Q4，低位片Q3-Q0），則23=00010111，即Q7=0,Q6=0,Q5=0,Q4=1,Q3=0,Q2=1,Q1=1,Q0=1。因此檢測信號為Q4·Q2·Q1·Q0，通過與非門輸出CLR’=(Q4·Q2·Q1·Q0)’。電路圖：兩片74HC161級聯(lián)，低位片（N1）的CO（進(jìn)位輸出）接高位片（N2）的ENT/ENP；N1和N2的CLR’引腳共同連接到與非門輸出；與非門輸入接N2的Q4（即高位片的Q0？需明確引腳定義，通常74HC161的Q0-Q3為輸出，CO=Q0·Q1·Q2·Q3·ENT。正確級聯(lián)應(yīng)為低位片的CO接高位片的ENT，兩片的ENP接