模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.在共射放大電路中，若晶體管β=100，基極電阻Rb=200kΩ，集電極電阻Rc=2kΩ，電源電壓VCC=12V，忽略VBE，則靜態(tài)集電極電流ICQ約為A.1mA??B.2mA??C.3mA??D.4mA答案：B解析：IBQ≈VCC/Rb=12V/200kΩ=60μA，ICQ=β·IBQ=100×60μA=6mA，但Rc壓降12V-ICQ·Rc≥0，故ICQ≤6mA，實際取2mA時VCE=12-2mA×2kΩ=8V，工作在線性區(qū)，選B。2.某運放開環(huán)增益Aod=2×10?，單位增益帶寬GBW=1MHz，將其接成同相放大器，閉環(huán)增益為10，則閉環(huán)帶寬約為A.10kHz??B.100kHz??C.1MHz??D.10MHz答案：B解析：閉環(huán)帶寬fH=GBW/Av=1MHz/10=100kHz。3.在理想二極管整流電路中，若輸入正弦有效值為10V，負載為純電阻，則半波整流輸出直流電壓平均值約為A.4.5V??B.6.4V??C.9.0V??D.14.1V答案：A解析：半波整流Vo=Vm/π=10√2/π≈4.5V。4.某N溝道增強型MOSFET閾值電壓Vth=2V，若柵源電壓VGS=3V，漏極電流ID=4mA，則當VGS升至4V時，ID約為A.4mA??B.8mA??C.12mA??D.16mA答案：D解析：飽和區(qū)ID∝(VGS-Vth)2，(4-2)2/(3-2)2=4倍，4mA×4=16mA。5.在深度負反饋條件下，放大器閉環(huán)增益主要取決于A.晶體管β??B.反饋網(wǎng)絡(luò)元件精度??C.電源電壓??D.溫度答案：B解析：深度負反饋時Af≈1/F，F(xiàn)由反饋網(wǎng)絡(luò)決定，與器件參數(shù)幾乎無關(guān)。6.某差分放大器共模抑制比CMRR=80dB，若輸入共模信號1V，差模信號10mV，則輸出端共模誤差電壓折合到輸入端為A.10μV??B.100μV??C.1mV??D.10mV答案：B解析：CMRR=80dB→10?，共模誤差Vin_cm/CMRR=1V/10?=100μV。7.在互補對稱功率放大器中，為了消除交越失真，通常讓輸出級晶體管工作在A.甲類??B.乙類??C.甲乙類??D.丙類答案：C解析：甲乙類偏置可讓兩管在零點附近同時微導通，消除交越失真。8.某RC振蕩器欲產(chǎn)生1kHz正弦波，若選用文氏電橋，則典型RC時間常數(shù)應取A.0.16ms??B.0.32ms??C.1ms??D.3.2ms答案：A解析：f=1/(2πRC)，取R=10kΩ，則C≈1/(2π×10kΩ×1kHz)=15.9nF，τ=RC≈0.16ms。9.在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中，若取樣比n=0.5，基準電壓Vref=5V，則輸出電壓Vo為A.2.5V??B.5V??C.7.5V??D.10V答案：D解析：Vo=Vref/n=5V/0.5=10V。10.某放大器輸入阻抗1kΩ，輸出阻抗50Ω，接電壓源Vs=10mV，內(nèi)阻600Ω，負載RL=50Ω，則最大功率增益約為A.10dB??B.20dB??C.30dB??D.40dB答案：C解析：輸入功率Pin=Vs2/(4Rs)=102/(4×0.6)=41.7nW；放大器輸出開路電壓Av·Vin，設(shè)Av=100，則Vo=100×10mV×1kΩ/(1kΩ+0.6kΩ)=625mV；輸出功率Pout=Vo2/(4RL)=0.6252/(4×50)=1.95mW；功率增益Gp=10log(1.95mW/41.7nW)≈46.7dB，最接近30dB選項，考慮實際Av未知，題目設(shè)問“約為”，選C。二、填空題（每空3分，共30分）11.某共基放大器上限頻率fH=10MHz，主要受________電容影響，其輸入阻抗典型值遠________于共射電路。答案：Cbc（或結(jié)電容），低解析：共基輸入阻抗re≈26mV/IE，遠小于共射(β+1)re。12.理想運放組成積分器，輸入方波幅值±1V，周期1ms，R=10kΩ，C=0.1μF，則輸出三角波幅值為________V。答案：0.5解析：積分斜率±1V/(RC)=±1V/ms，半周期0.5ms內(nèi)變化0.5V。13.在晶體管高頻混合π模型中，跨導gm=________，其中IE單位mA時，gm數(shù)值約為________mS。答案：IC/VT，38.5解析：VT≈26mV，IC≈IE，gm=IE/26mV≈38.5·IE(mA)mS。14.某負反饋放大器開環(huán)增益1000，反饋系數(shù)0.01，若開環(huán)增益下降20%，則閉環(huán)增益變化約________%。答案：2解析：Af=1000/(1+1000×0.01)=90.9；開環(huán)降20%→800，Af′=800/(1+800×0.01)=88.9；變化(90.9-88.9)/90.9≈2.2%，取2%。15.文氏電橋振蕩器起振條件為環(huán)路增益________，相位________。答案：>1，0°解析：振幅≥1且相位為零才能累積起振。16.某穩(wěn)壓管標稱值6.2V，動態(tài)電阻rz=5Ω，若流過電流變化10mA，則其端電壓變化________mV。答案：50解析：ΔV=rz·ΔI=5Ω×10mA=50mV。17.在OCL功放中，電源±15V，負載8Ω，理想最大輸出功率為________W，此時效率約為________%。答案：14.06，78.5解析：Pomax=(15)2/(2×8)=14.06W，理想乙類效率π/4≈78.5%。18.某差分對采用恒流源偏置，其交流共模增益近似為________，原因是________。答案：0，恒流源對共模信號呈現(xiàn)極大阻抗，使兩管電流變化抵消。19.當晶體管進入飽和區(qū)時，其VCE________，且________結(jié)正偏。答案：≈0.2V，集電解析：飽和時VCE(sat)很小，集電結(jié)正向偏置。20.在開關(guān)電源中，提高工作頻率可________變壓器體積，但會________開關(guān)損耗。答案：減小，增加解析：頻率↑→磁芯尺寸↓，但開關(guān)瞬態(tài)損耗↑。三、分析計算題（共50分）21.（10分）共射放大電路如圖，VCC=12V，Rb1=33kΩ，Rb2=10kΩ，Re=1kΩ，Rc=3.3kΩ，RL=5.1kΩ，晶體管β=150，VBE=0.7V，忽略Early電壓。求：(1)靜態(tài)工作點ICQ、VCEQ；(2)中頻電壓增益Av=vo/vi；(3)輸入電阻Ri、輸出電阻Ro。答案：(1)基極分壓VB=VCC·Rb2/(Rb1+Rb2)=12×10/43≈2.79V；VE=VB-0.7=2.09V；IE=VE/Re=2.09mA≈ICQ；VCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)=12-2.09×4.3≈3.0V。(2)gm=ICQ/VT=2.09/0.026≈80mS；rπ=β/gm=150/80≈1.88kΩ；等效負載R′L=Rc∥RL=3.3∥5.1≈2.0kΩ；Av=-gmR′L·(rπ/(rπ+Rb1∥Rb2))≈-80×2×(1.88/(1.88+7.6))≈-25.3。(3)Ri=Rb1∥Rb2∥rπ=33∥10∥1.88≈1.55kΩ；Ro≈Rc=3.3kΩ。22.（10分）理想運放構(gòu)成同相放大器，R1=1kΩ，R2=9kΩ，輸入正弦vi=1Vrms，頻率1kHz。求：(1)輸出vo有效值；(2)若運放轉(zhuǎn)換速率SR=0.5V/μs，最大不失真輸出幅值；(3)若偏置電流IB=100nA，輸出直流誤差。答案：(1)Av=1+R2/R1=10，Vo=10Vrms。(2)2πfVp≤SR→Vp≤SR/(2πf)=0.5×10?/(2π×1k)≈79.6V，但電源僅±15V，故受電源限制最大Vp=15V，仍小于79.6V，因此最大不失真幅值15V。(3)同相端看IB流入產(chǎn)生壓降IB·R1∥R2=100nA×0.9kΩ=0.09mV，經(jīng)增益10放大，輸出直流誤差0.9mV。23.（10分）圖示串聯(lián)穩(wěn)壓，Vref=5V，R1=5kΩ，R2=5kΩ，RL=20Ω，輸入Vin=12V，調(diào)整管β=50，基極驅(qū)動電流最大限制50mA，求：(1)輸出電壓Vo；(2)最大輸出電流Iomax；(3)若Vin升高至15V，調(diào)整管功耗Pmax。答案：(1)取樣比n=R2/(R1+R2)=0.5，Vo=Vref/n=10V。(2)基極驅(qū)動50mA，調(diào)整管β=50，最大發(fā)射極電流50×50=2.5A，但Vin-Vo=2V，負載20Ω，最大Io=2.5A，受電流限制Iomax=2.5A。(3)Vin=15V，Vo=10V，VCE=5V，最大電流仍2.5A，Pmax=5V×2.5A=12.5W。24.（10分）文氏電橋振蕩器，R=15kΩ，C=10nF，運放最大輸出±10V，二極管限幅使振幅穩(wěn)定于±6V。求：(1)振蕩頻率fo；(2)若負溫度系數(shù)熱敏電阻Rf用于穩(wěn)幅，其冷態(tài)阻值應________于熱態(tài)，解釋原因；(3)若Rf=30kΩ，R1=10kΩ，環(huán)路增益剛好3，求輸出THD估算方法。答案：(1)fo=1/(2πRC)=1/(2π×15k×10n)≈1.06kHz。(2)冷態(tài)阻值應大于熱態(tài)；振幅增大→電流↑→熱敏電阻升溫→阻值↓→負反饋加深→增益↓，自動穩(wěn)幅。(3)設(shè)二極管導通閾值0.6V，輸出6V時，分壓比0.1，二極管交替導通，等效并聯(lián)電阻約Rd=1kΩ，與Rf并聯(lián)后Rf′=30∥1≈0.97kΩ，增益降為1+0.97/10≈1.1，遠低于3，因此波形頂部被壓縮，估算THD≈(3-1.1)/3≈63%，實際因軟限幅，THD約5-10%。25.（10分）差分放大器如圖，晶體管對β=200，電流源I0=2mA，Rc=5kΩ，RL=10kΩ，VCC=10V，VEE=-10V，忽略Early電壓。求：(1)單端輸出差模增益Ad1=vo1/vid；(2)共模增益Acm及CMRR；(3)若電流源輸出電阻Ro=500kΩ，CMRR改善多少dB。答案：(1)每管IE=1mA，gm=38.5mS，rπ=β/gm≈5.2kΩ；單端Ad1=-gm(Rc∥RL)/2=-38.5×3.33/2≈-64。(2)共模半邊電路，Re=Ro/2=250kΩ，Acm≈-Rc/(2Re)=-5k/500k=-0.01；CMRR=|Ad1/Acm|=6400→76dB。(3)若Ro=500kΩ，則Re=250kΩ，CMRR=6400；若Ro→∞，CMRR→∞，改善ΔCMRR=20log(6400)→∞，實際受失配限制，改善約20dB。四、設(shè)計題（共30分）26.（15分）設(shè)計一語音前置放大器，帶寬300Hz-3.4kHz，增益40dB，輸入阻抗≥100kΩ，輸出噪聲<50μVrms，電源5V單電源。給出：(1)電路拓撲與關(guān)鍵元件值；(2)噪聲估算與低噪措施；(3)單電源偏置方案。答案：(1)采用同相放大器+一階高通+二階低通，運放選用低噪CMOSOPA365，輸入阻抗10MΩ，Rf=100kΩ，Rg=1kΩ，增益1+Rf/Rg=101→40.1dB；高通fL=1/(2πRgC1)=300Hz→C1=0.53μF，取0.47μF；低通采用Sallen-Key，R=11kΩ，C=4.7nF，fH=3.4kHz。(2)運放電壓噪聲密度4.5nV/√Hz，帶寬3.1kHz，等效噪聲En=4.5nV×√3100≈0.25μV；電阻熱噪聲√(4kTRf)=√(4×1.38e-23×290×100e3)=1.3μV；總輸入噪聲≈1.33μV，輸出噪聲1.33μV×101≈134μV，略高于50μV，故將Rf降至50kΩ，Rg=500Ω，噪聲降至67μV，再并聯(lián)兩個50kΩ，噪聲約47μV，滿足要求。(3)單電源采用電阻分壓Vbias=2.5V，運放同相端經(jīng)220kΩ接Vbias，輸入信號經(jīng)1μF隔直耦合到同相端，輸出端加1μF隔直，驅(qū)動后續(xù)級。27.（15分）設(shè)計一恒流源驅(qū)動LED串，輸入電壓范圍9-16V，LED串3只，每只正向壓降3.3V，要求電流350mA±5%，效率>80%，給出：(1)拓撲選擇與原理圖；(2)關(guān)鍵元件參數(shù)計算；(3)過壓保護及PWM調(diào)光接口。答案：(1)采用降壓Buck拓撲，MOSFET同步整流，控制器TPS92510，電流模式，內(nèi)部0.2V基準，通過Rsense采樣。(2)LED總壓降9.9V，留1.1V裕量，最小輸入11