2025年半导体三极管及其基本电路试题及答案

2025年半导体三极管及其基本电路试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.某NPN型三极管处于放大状态时，各极电位关系应为（）A.UC>UB>UEB.UC<UB<UEC.UB>UC>UED.UE>UB>UC2.三极管的电流放大系数β是指（）A.集电极电流与基极电流的直流比值B.集电极电流变化量与基极电流变化量的交流比值C.发射极电流与基极电流的直流比值D.发射极电流变化量与基极电流变化量的交流比值3.当温度升高时，三极管的反向饱和电流ICBO会（）A.显著增大B.显著减小C.基本不变D.先增大后减小4.共发射极放大电路中，若静态工作点Q设置过低，容易产生（）A.饱和失真B.截止失真C.交越失真D.频率失真5.某放大电路在输入信号为10mV时，输出信号为2V；输入信号为20mV时，输出信号为3.9V。该电路的电压放大倍数约为（）A.200B.195C.190D.1856.共集电极放大电路的主要特点是（）A.电压放大倍数大、输入电阻小、输出电阻大B.电压放大倍数近似为1、输入电阻大、输出电阻小C.电压放大倍数大、输入电阻大、输出电阻小D.电压放大倍数近似为1、输入电阻小、输出电阻大7.为稳定放大电路的输出电流并提高输入电阻，应引入（）A.电流串联负反馈B.电流并联负反馈C.电压串联负反馈D.电压并联负反馈8.三极管的穿透电流ICEO与反向饱和电流ICBO的关系为（）A.ICEO=βICBOB.ICEO=(1+β)ICBOC.ICEO=ICBO/βD.ICEO=ICBO/(1+β)9.某放大电路的下限截止频率fL=100Hz，上限截止频率fH=100kHz，当输入信号频率为10Hz时，输出信号会出现（）A.高频失真B.低频失真C.线性失真D.无失真10.测量某三极管三个电极的电位分别为：UE=2V，UB=2.7V，UC=5V，该三极管工作在（）A.放大区B.饱和区C.截止区D.击穿区二、填空题（每空1分，共20分）1.半导体三极管从结构上分为______型和______型两种，它们都包含______个PN结，分别称为______结和______结。2.三极管实现电流放大的内部条件是：发射区掺杂浓度______，基区掺杂浓度______且厚度______，集电区面积______。3.共发射极放大电路的直流通路用于计算______，交流通路用于分析______。4.三极管的输出特性曲线可分为三个区域：______、______和______。当发射结______、集电结______时，三极管工作在放大区。5.微变等效电路法适用于______信号的分析，其中三极管的输入电阻rbe可近似表示为______（写出公式），式中IEQ的单位是______。6.多级放大电路的总电压放大倍数等于______，通频带比单级放大电路______（填“宽”或“窄”）。7.为了消除乙类互补功率放大电路的交越失真，通常采用______类放大方式，此时三极管处于______偏置状态。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述三极管实现电流放大的外部条件及各极电位关系（以NPN型为例）。2.说明静态工作点Q对放大电路性能的影响，为什么需要设置合适的Q点？3.比较共发射极、共集电极、共基极三种基本放大电路的性能特点（从电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性等方面）。4.什么是三极管的温度漂移？简述温度对三极管参数的影响（至少列出三种参数）。四、计算题（共30分）1.（10分）图1所示为固定偏置共射放大电路，已知VCC=12V，RB=300kΩ，RC=3kΩ，三极管β=50，UBE=0.7V。（1）计算静态工作点Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）若RB减小为200kΩ，分析Q点如何变化（定性说明即可）。2.（10分）图2所示为分压式偏置共射放大电路，已知VCC=15V，RB1=33kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，三极管β=60，UBE=0.7V，rbb'=300Ω。（1）计算静态工作点Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）画出微变等效电路；（3）计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro。3.（10分）图3所示为共集电极放大电路，已知VCC=12V，RB=200kΩ，RE=3kΩ，RL=3kΩ，三极管β=80，UBE=0.7V，rbb'=200Ω。（1）计算静态工作点Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro。五、分析题（10分）图4所示为某共射放大电路的输出电压波形，输入为正弦信号。（1）判断图（a）、（b）分别为何种失真；（2）分析产生失真的原因；（3）说明应如何调整电路参数以消除失真。答案及解析一、选择题1.答案：A解析：NPN型三极管放大时，发射结正偏（UB>UE），集电结反偏（UC>UB），因此UC>UB>UE。2.答案：B解析：β是交流电流放大系数，定义为ΔIC/ΔIB（小信号情况下）。3.答案：A解析：温度升高时，本征激发增强，反向饱和电流ICBO显著增大，且ICEO=(1+β)ICBO也会大幅增加。4.答案：B解析：Q点过低时，输入信号负半周会使三极管进入截止区，导致输出电压正半周失真（截止失真）。5.答案：B解析：电压放大倍数Au=ΔUo/ΔUi=(3.9V-2V)/(20mV-10mV)=1.9V/10mV=190，但更精确计算为：当Ui=10mV时Uo=2V，Au=2V/10mV=200；Ui=20mV时Uo=3.9V，Au=3.9V/20mV=195，取平均约195。6.答案：B解析：共集电路（射极跟随器）电压放大倍数近似为1（略小于1），输入电阻大（约几十千欧到几百千欧），输出电阻小（约几十欧到几百欧）。7.答案：A解析：电流负反馈稳定输出电流，串联负反馈提高输入电阻，因此选电流串联负反馈。8.答案：B解析：穿透电流ICEO是基极开路时的集射极电流，ICEO=(1+β)ICBO。9.答案：B解析：输入信号频率低于下限截止频率fL时，耦合电容和旁路电容的容抗增大，导致低频信号衰减，产生低频失真。10.答案：A解析：UE=2V，UB=2.7V（UB>UE，发射结正偏），UC=5V（UC>UB，集电结反偏），符合放大区条件。二、填空题1.NPN；PNP；两；发射；集电2.高；低；薄；大3.静态工作点；动态性能（如电压放大倍数、输入输出电阻）4.放大区；饱和区；截止区；正偏；反偏5.小；rbe=rbb'+(1+β)26mV/IEQ；mA6.各级电压放大倍数的乘积；窄7.甲乙；微三、简答题1.外部条件：发射结正偏（UB>UE），集电结反偏（UC>UB）。对于NPN型管，要求UC>UB>UE；对于PNP型管，要求UE>UB>UC。正偏使发射区向基区注入大量载流子，反偏使集电区收集基区扩散过来的载流子，从而实现电流放大。2.Q点设置过高时，输入信号正半周可能使三极管进入饱和区，产生饱和失真；Q点过低时，输入信号负半周可能使三极管进入截止区，产生截止失真。合适的Q点应位于输出特性曲线的放大区中部，使输入信号正负半周都能被线性放大，避免失真，同时保证足够的动态范围。3.共射电路：电压放大倍数大（几十到几百），输入电阻中等（几千欧），输出电阻较大（几千欧），频率特性一般（存在密勒效应，上限频率较低）；共集电路：电压放大倍数≈1，输入电阻大（几十千欧到几百千欧），输出电阻小（几十欧到几百欧），频率特性好（无密勒效应）；共基电路：电压放大倍数大（与共射相当），输入电阻小（几十欧），输出电阻大（几千欧），频率特性好（截止频率高）。4.温度漂移是指由于温度变化引起三极管参数变化，导致放大电路静态工作点不稳定的现象。温度影响：①ICBO随温度升高指数增长（约每10℃翻倍）；②UBE随温度升高线性减小（约-2mV/℃）；③β随温度升高增大（约0.5%~1%/℃）。这些变化最终导致ICQ增大，Q点上移。四、计算题1.（1）直流通路中，IBQ=(VCC-UBE)/RB=(12V-0.7V)/300kΩ≈11.3V/300kΩ≈37.7μAICQ=βIBQ=50×37.7μA≈1.885mAUCEQ=VCC-ICQRC=12V-1.885mA×3kΩ≈12V-5.655V≈6.345V（2）RB减小，IBQ=(VCC-UBE)/RB增大，ICQ=βIBQ增大，UCEQ=VCC-ICQRC减小，Q点沿负载线上移，可能进入饱和区。2.（1）分压式偏置电路中，基极电位UB≈VCC×RB2/(RB1+RB2)=15V×10kΩ/(33kΩ+10kΩ)≈3.49VIEQ=(UB-UBE)/RE=(3.49V-0.7V)/2kΩ≈2.79V/2kΩ≈1.395mA≈ICQIBQ=ICQ/β≈1.395mA/60≈23.25μAUCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)=15V-1.395mA×(3kΩ+2kΩ)=15V-6.975V≈8.025V（2）微变等效电路：三极管用rbe、βib等效，RB1和RB2并联接在输入侧，RC和RL并联接在输出侧，RE被旁路电容短路（交流接地）。（3）rbe=rbb'+(1+β)26mV/IEQ=300Ω+(61×26mV)/1.395mA≈300Ω+1140Ω≈1440ΩAu=-β(RC∥RL)/rbe=-60×(3kΩ∥3kΩ)/1.44kΩ=-60×1.5kΩ/1.44kΩ≈-62.5Ri=RB1∥RB2∥rbe≈33kΩ∥10kΩ∥1.44kΩ≈(33×10)/(33+10)kΩ∥1.44kΩ≈7.67kΩ∥1.44kΩ≈1.23kΩRo=RC=3kΩ3.（1）直流通路中，IBQ=(VCC-UBE)/[RB+(1+β)RE]=(12V-0.7V)/[200kΩ+81×3kΩ]≈11.3V/(200kΩ+243kΩ)≈11.3V/443kΩ≈25.5μAICQ=βIBQ≈80×25.5μA≈2.04mAUCEQ=VCC-IEQRE≈12V-(1+β)IBQRE≈12V-81×25.5μA×3kΩ≈12V-6.23V≈5.77V（2）rbe=rbb'+(1+β)26mV/IEQ=200Ω+(81×26mV)/2.04mA≈200Ω+1030Ω≈1230ΩAu=(1+β)(RE∥RL)/[rbe+(1+β)(RE∥RL)]≈(81×1.5kΩ)/(1.23kΩ+81×1.5kΩ)≈121.5kΩ/122.73kΩ≈0.99Ri=RB∥[rbe+(1+β)(RE∥RL)]≈200kΩ∥122.73kΩ≈71.5kΩRo=RE∥[(rbe+Rs')/(1+β)]（假设信号源内阻Rs=0，则Rs'=0）≈3kΩ∥(1.23kΩ/81)≈3kΩ∥15.2Ω≈15.