11电子技术基础

1、2011年广西大学研究生入学考试电子技术基础复试试卷1、试比较数字电路和模拟电路中双极结型三极管的作用以及工作特点有什么不同之处。（8分）数字电路中三极管一般作为开关使用，使用开关三极管，其特点是失真要求不高，但对转换速率要求较高，要求结电容小，放大倍数高。模拟电路三极管一般作线性放大用，对失真要求高，同时对管内PN结要求不一样。一般来说开关管用在模拟电路不理想。普通三极管要频率特性附合要求时可用在数字电路。（10年第三题图）2、设计组合逻辑电路的基本任务是什么？试写出设计步骤。（8分）理解组合逻辑电路的特点和一般分析方法，熟悉组合逻辑电路的设计方法，通过实验验证所设计的逻辑电路的正确性。分析

2、步骤：1 .根据给定的逻辑图，从输入到输出逐级写出逻辑函数式；2 .用公式法或卡诺图发化简逻辑函数；3 由已化简的输出函数表达式列出真值表；4从逻辑表达式或从真值表概括出组合电路的逻辑功能。设计步骤：1仔细分析设计要求，确定输入、输出变量。2对输入和输出变量赋予0、1值，并根据输入输出之间的因果关系，列出输入输出对应关系表，即真值表。3根据真值表填卡诺图，写输出逻辑函数表达式的适当形式。4画出逻辑电路图。3、直流稳压电流包括哪几个部分？各个部分的作用是什么？（8分）稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，

3、稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。4、在数字电路中，TTL、CMOS、PLD、CPLD、VHDL等术语表示什么汉语意思？（8分）TTL：Transistor-TransistorLogic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。TTL主要有BJT（BipolarJunctionTransistor即双极结型晶体管，晶体三极管）和电阻构成，具有速度快的特点。最早的TTL门电路是74系列，后来出现了74H系列，74L系列,74LS,74AS,74ALs等系歹但是由于TTL功耗大等缺点，正逐渐被CMOS电路取代。CMOS:CMOS

4、（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）,互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成CMOS数字集成电路的基本单元。PLD：可编程逻辑器件PLD（programmablelogicdevice）:PLD是做为一种通用集成电路生产的，他的逻辑功能按照用户对器件编程来决定。一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存贮器（PROM）、紫外线可按除只读存贮器（EPROM）和电可擦除只读存贮器（EEPROM）三种。由于结构的限制，它们只能完成简单的数字逻辑功能。其后，出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片，即

5、可编程逻辑器件，它能够完成各种数字逻辑功能。典型的PLD由一个与”门和一个或”门阵列组成，而任意一个组合逻辑都可以用与一或”表达式来描述，所以，PLD能以乘积和的形式完成大量的组合逻辑功能。这一阶段的产品主要有PAL和GAL。CPLD：CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、

6、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产（一般在10,000件以下）之中。几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。CPLD器件已成为电子产品不可缺少的组成部分，它的设计和应用成为电子工程师必备的一种技能。VHDL:VHDL语言是一种用于电路设计的高级语言。VHDL全名Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage.5、什么是理想运算放大器？理想运算放大器工作的线性区和非线性区有什么不同？（10分）理想运算故大器符号实际运放的开环电压增益非常大，可

7、以近似认为A=8和e=0o此时，有限增益运放模型可以进一步简化为理想运放模型，简称理想运放。理想运放工作在线性区：理想运放工作在线性区时，输出电压与输入电压呈现线性关系，其中，u0是集成运放的输出电压；u+和u-分别是同相输入端及反相输入端的电压；Auo是开环差模电压放大倍数。根据理想运放的特征，可以导出工作在线性区时集成运放的两个重要特点。1）理想运放的差模输入电压等于零由于理想运放的开环差模电压放大倍数等于无穷大，而输出电压为确定数值，同相输入端电压与反相输入端电压近似相等，如同将u+和u-两点短路一样，但两点的短路是虚假的短路，是等效短路，并不是真正的短路，所以把这种现象称为虚短”。2）

8、理想运放的输入电流等于零二由于理想运放的开环输入电阻rid-8,因此它不向信号源索取电流，两个输入端都没有电流流人集成运放。此时，同相输入端电流和反相输入端电流都等于零，如同两点断开一样。而这种断开也不是真正的断路，是等效断路，所以把这种现象称为虚断”。“虚短”和“虚断”是分析理想运放工作在线性区的两条重要结论。理想运放工作在非线性区：集成运放工作在非线性区时，输出电压不再随输入电压线性增长，而是达到饱和。理想运放工作在非线性区时，也有两个重要特点。1）当理想运放的u+W时，理想运放的输出电压达到饱和值当u+>u-时，集成运放工作在正向饱和区，输出电压为正饱和值，当u+<u-时，集

9、成运放工作在负向饱和压，输出电压为负饱和值，理想运放工作在非线性区时，u+wu-,不存在“虚短”现象2）理想运放的输入电流等于零由于理想运放的输入电阻r甜-8,尽管输入电压u+w”，仍可认为此时输入电流为零。6、什么是负反馈？负反馈对放大电路性能有什么影响？写出负反馈的四种组态（10分）将放大电路输出端的电压或电流，通过一定的方式，返回到放大器的输入端，对输入端产生作用，称为反馈。若反馈信号与输入信号极性相同或变化方向同相，则两种信号混合的结果将使放大器的净输入信号大于输出信号，这种反馈叫正反馈。正反馈主要用于信号产生电路。反之，反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反（反相），则叠加的结果将

10、使净输入信号减弱,这种反馈叫负反馈放大电路引入反馈后，整个系统构成了一个闭环系统。在放大电路中引入负反馈，虽然会导致闭环增益的下降，但能使放大电路的许多性能得到改善。例如，可以提高增益的稳定性，扩展通频带，减小非线性失真，改变输入电阻和输出电阻等。分为电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈这四种基本组态。7、你认为电子技术以后的发展会怎么样？你是怎么学好电子技术这门课的？你认为在研究生方面还有什么方面涉及到电子技术的？你所学的课程中哪些课程与电子技术密切相关？试写出课程名称。（30分）1未来电子技术发展方向：1 .半导体生存系统正在发生变化。随着半导体产业数十年的发展，

11、整机制造商和半导体供应商的需求和服务都在发生转变：从整机制造商来看，其需求层次已由器件、参考设计上升到总体解决方案，包括硬件、软件，甚至外形等工业设计，这对半导体厂商提出更高的要求；另一方面，半导体供应商面临更多的挑战，包括更高的集成度、更低的功耗、更低的成本。基于这些要求，业界的广泛合作会成为一个必然。例如，一家半导体公司可能需要与数十甚至百家软件供应商合作，共同推出一个平台以满足应用的需求。在这一方面，也希望中国本土的半导体厂家在业界广泛开展合作，以各自的特点形成强强联合态势，迅速建立自己的品牌形象。2 .平台解决方案的重要性和业界的接受程度日益明显。领先的半导体公司纷纷推出了各具特色的平

12、台产品，具优势体现在强大的功能、广泛的第三方软件和硬件支持、产品的可延续性和升级性等。从业界的发展趋势看，当我们由单个器件向更高集成度发展的过程中，平台解决方案是必然所至，尤其是那些在广义平台概念上衍生而出的针对特定垂直市场的平台解决方案，如频视应用、音频应用、显示应用等。3 .可靠、高效率、低功耗是业界对电源系统的永久追求。从目前一些领先电源半导体制造商的解决方案来看，在中、小功率应用中，提高效率、降低成本仍然是主要的作为；而对于大功率应用来看，多相位无疑将成为主流，在服务器、电信设备中的应用中已明显看到这个趋势。节能产品已成为进入欧美等发达国家的通行证，相关的法规和行业标准也在不断出台，利

13、用先进的节能半导体技术能在电动控制、照明等主要耗电领域节省30%至50%的能源。4 .可编程技术和器件将与平台半导体解决方案形成更激烈的竞争态势，并促进FPGA/CPLD器件密度的进一步提高，以及面向特定应用的新型器的研发。快速的产品更新周期和不断的升级造就了可编程器件的迅速发展，对于样品阶段以及一些新兴电子产品来说，将一直保持其灵活、快速的优势，而当进入快速成长和成熟期的阶段，可编程器件公司的策略是低成本可编程器件或类似ASIC的掩膜器件来进一步延伸其产品的生命周期。而这对于制造商的利益在于可以无缝地移植代码，并顺利地进入批量生产。5 .EDA工具和半导体IP成为半导体工业发展的重要支持力量

14、。半导体工艺向90nm以及65nm、45nm直至32nm的进程大大增加了芯片复杂度，而其它需求，如采用CMOS工艺实现模拟和射频电路、DFM、DFT等，对EDA工具提出了更高的要求。SiP是半导体厂商可以考虑的一种重要模式。与此同时，半导体IP,尤其是一些被业界广泛认同的内核，正成为快速推出IC（单IP内核或多IP内核）的一条捷径。6 .模拟器件仍然无处不在。数字家庭中的无线连接、新潮便携数码产品中的音频电路、电源管理、信号通路使模拟器件的重要性日益突显，我们看到的趋势是在数字世界中创造了更多的模拟应用，放大器、ADC/DAC、接口都是明显的例子。未来，我们应该更关注的是模拟及数字器件将如何不

15、断融合的发展进程。7 .信息加密系统是身份认证、信息保密、信息完整以及信息确认方面的保证。PKI加密算法等，可以提供数据的安全保障，而结合了智能卡和PKI的智能卡存储加密解决方案，通过“卡”和“密钥”的共同使用，可以进一步提高安全的可靠性。同时，生物密钥、量子密钥等其它加密手段也在取得进展。2-数字电子技术基础课主要讲四方面的内容：第一是构成数字电路的单元电路一门电路和触发器；二是分析和设计数字电路的主要工具一一逻辑代数:第三是数字电路的基本分析方法和设计方法；第四是各种典型电路的组成、工作原理和性能。学习方法必须适应课程特点。只要抓住课程特点，围绕基本内容下功夫，就可以做到有的放矢，学得比较

16、好。在学习这门课时，应注意以下几点：1 .抓基本概念。例如开、关、与、或、非组合逻辑电路及时序逻辑电路等。2 .抓基本单元电路：逻辑门和触发器的组成、工作原理和性能。3 .抓基本方法。例如逻辑代数、组合电路和时序电路的分析方法和设计方法。4 .抓典型电路。例如编码器、译码器、寄存器、计数器等。因为基本概念和基本方法都体现在典型电路分析和设计之中，而且典型电路也是数字系统中的常用部件。5 .抓实验设计。数字电子技术基础是实践性很强的课程，必须通过实验把理论和实践结合起来，培养定性分析和实验设计的能力。6 .抓课后复习和做习题、思考题。这可以加深对基本概念的理解和基本方法的掌握。7 .善于利用网络

17、教程以及其他网络资源进行学习，利用仿真平台进行电路设计。数字电路的分析与设计方法是数字电子技术课程学习的主线，特别是利用MSI器件设计数字电路，具是课程设计的基础，如何进行这一内容的学习呢？主要从以下几个方面考虑。1、从大体上了解数字集成电路的功能类型，这样在选择器件时能有个大概的目标。2、学习查阅器件手册。从数字集成电路数据手册上查找所需要的器件型号，同时研究所选器件的功能真值表（时序器件还要研究时序图），从功能真值表中获取以下信息：该器件本身的逻辑功能，该器件的正确使用方法，使用中注意事项等。3、进一步明确自己要实现的功能目标，研究如何应用所选器件来满足既定的功能要求，特别是如何巧妙地使用

18、所选器件。4、经常浏览相关期刊、网站，了解数字电子技术的最新发展动态和新近推出的电子器件及其大致功能特点等。5、利用作业、实验和课程设计加强自我综合能力的训练。3-做硬件类的设计及实现时，需要非常熟悉电子技术，比如用单片机或DSP器件实现互感器的功能。这也是以后做好项目的基础。4-PLC.DSP.单片机，电力电子技术，信号与系统8、为什么电压放大电路的增益在低频和高频时都会降低？直接耦合和阻容耦合分别应用在什么场合？0.1KZ,1000MKZ的频率用直接耦合还是阻容耦合的好？（10分）1-低频段增益下降主要原因是耦合电容造成的，信号频率越低越难通过电容。高频段增益下降主要原因是三极管本身特性造成的，还有三极管接法，分布电感，分布电容。所以三极管放大电路特别是多级放大电路应该设补偿电路。2直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。直接耦合方式的缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。有零点漂移现象。直接耦合方式的优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。阻容耦合方式的优点是电路简单，各级的静态工作点相互独立，设计调试方便。缺点是不能放大频率较低的信号和直流信号，即低频特性较差，且不便于集成化0通常用于分立元件电路。直接耦合方式的优点是具