2025年模拟电路期末试卷及答案

2025年模拟电路期末试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.某硅二极管正偏时测得两端电压为0.65V，若正向电流增大一倍，其端电压最可能为（）。A.0.5VB.0.68VC.0.75VD.0.8V2.放大电路中，若三极管的发射结正偏、集电结反偏，则其工作在（）。A.截止区B.饱和区C.放大区D.击穿区3.共集电极放大电路的主要特点是（）。A.电压增益高、输入电阻小B.电压增益近似为1、输入电阻大C.电压增益高、输出电阻大D.电压增益近似为1、输出电阻小4.某放大电路无反馈时增益为1000，引入负反馈后增益变为100，则反馈深度为（）。A.10B.9C.100D.9005.集成运放构成的反相比例运算电路中，若输入电阻为R1，反馈电阻为Rf，则闭环输入电阻约为（）。A.R1B.RfC.R1∥RfD.∞6.有源低通滤波器的截止频率由（）决定。A.运放的开环增益B.电阻和电容的乘积C.输入信号的幅度D.反馈电阻的大小7.功率放大电路的主要技术指标是（）。A.电压增益和输入电阻B.输出功率和效率C.电流增益和带宽D.输入动态范围和失真度8.串联型稳压电源中，调整管工作在（）。A.截止区B.饱和区C.放大区D.击穿区9.某场效应管的转移特性曲线显示，当UGS=0时ID=5mA，UGS=-2V时ID=0，则该管为（）。A.N沟道增强型MOS管B.N沟道耗尽型MOS管C.P沟道增强型MOS管D.P沟道耗尽型MOS管10.放大电路的上限截止频率fH主要受（）影响。A.耦合电容和旁路电容B.三极管的结电容和分布电容C.电源电压的波动D.负载电阻的大小二、填空题（每题3分，共15分）1.某三极管的β=100，ICBO=1μA，当IB=20μA时，IC=______mA（忽略UBE的影响）。2.共射放大电路中，若Rb=200kΩ，VCC=12V，UBE=0.7V，β=50，则静态基极电流IBQ=______μA。3.集成运放构成的同相比例运算电路中，若R1=10kΩ，Rf=90kΩ，则闭环电压增益Avf=______。4.某RC桥式正弦波振荡电路的振荡频率f0=1kHz，其中R=10kΩ，则C=______μF（保留两位小数）。5.单相桥式整流电路接入50Hz交流电，输出电压平均值为18V，若采用电容滤波（C足够大），则输出电压平均值约为______V。三、分析题（每题10分，共40分）1.图1所示为分压式偏置共射放大电路，已知VCC=12V，Rb1=30kΩ，Rb2=10kΩ，Re=2kΩ，Rc=3kΩ，RL=3kΩ，β=50，UBE=0.7V，rbb’=200Ω，C1、C2、Ce足够大。（1）画出直流通路，计算静态工作点Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）画出微变等效电路，计算电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。2.图2所示为反馈放大电路，试判断：（1）反馈网络由哪些元件组成；（2）反馈的类型（电压/电流，串联/并联，正/负）；（3）深度负反馈条件下，闭环电压增益Avf=vo/vi的表达式。3.图3所示为集成运放组成的电路，已知R1=R2=10kΩ，R3=20kΩ，R4=30kΩ，vi1=0.5V，vi2=0.3V，运放工作在线性区。求输出电压vo。4.图4所示为OCL功率放大电路，VCC=±15V，RL=8Ω，三极管饱和压降UCES=2V。计算：（1）最大输出功率Pom；（2）效率η（取π≈3.14）。四、设计题（每题12.5分，共25分）1.设计一个单级共射放大电路，要求：电源电压VCC=12V，负载电阻RL=5kΩ，输入电阻Ri≥2kΩ，电压增益|Av|≥50，三极管β=80，UBE=0.7V，rbb’=200Ω。（1）选择偏置方式（分压式或固定偏置），说明理由；（2）计算基极偏置电阻Rb1、Rb2（分压式时）或Rb（固定偏置时），集电极电阻Rc，发射极电阻Re（若有）；（3）验证输入电阻和电压增益是否满足要求。2.设计一个串联型稳压电源，要求：输入交流电压有效值为220V，变压器变比n=10，输出直流电压Vo=12V（可调范围10V~14V），最大负载电流ILmax=500mA，调整管的UBE=0.7V，稳压管Vz=5V，限流电阻R1=200Ω。（1）计算整流滤波后的直流电压Vi（电容滤波，C足够大）；（2）设计取样电路（电阻R2、R3、Rp），满足输出电压可调范围；（3）选择调整管的最小集电极-发射极电压UCEmin（考虑电网波动±10%）。答案一、选择题1.B（硅二极管正偏电压随电流增大略有上升，约0.6~0.7V）2.C（发射结正偏、集电结反偏是放大区条件）3.D（共集电路电压增益≈1，输入电阻大，输出电阻小）4.A（反馈深度=1+AF=1000/100=10）5.A（反相比例电路输入电阻近似为R1）6.B（有源滤波器截止频率f0=1/(2πRC)）7.B（功率放大关注输出功率和效率）8.C（串联型稳压电源中调整管工作在放大区）9.B（UGS=0时有电流，UGS负向增大到夹断电压时截止，为耗尽型N沟道）10.B（上限频率由高频小电容决定，如结电容）二、填空题1.2.01（IC=βIB+ICEO≈βIB+(1+β)ICBO=100×20μA+101×1μA≈2010μA=2.01mA）2.56.5（分压式偏置：UB=VCC×Rb2/(Rb1+Rb2)=12×10/(30+10)=3V，IEQ=(UB-UBE)/Re=(3-0.7)/2kΩ=1.15mA，IBQ=IEQ/(1+β)≈1.15mA/51≈22.5μA？原计算错误，正确应为固定偏置时IBQ=(VCC-UBE)/Rb=(12-0.7)/200kΩ≈56.5μA。题目未明确偏置方式，按固定偏置计算）3.10（同相比例增益Avf=1+Rf/R1=1+90/10=10）4.0.016（f0=1/(2πRC)→C=1/(2πRf0)=1/(2×3.14×10kΩ×1kHz)≈0.016μF）5.20（桥式整流电容滤波输出约1.1~1.2倍输入有效值，18V为无滤波时平均值（0.9U2），则U2=20V，滤波后约1.1×20=22V？或题目中18V为无滤波时的平均值（0.9U2），则U2=20V，滤波后约1.2U2=24V？需修正。正确：无滤波时Vo=0.9U2=18V→U2=20V，电容滤波后Vo≈1.2U2=24V）三、分析题1.（1）直流通路：C1、C2、Ce开路，VCC通过Rb1、Rb2分压给基极。UB=VCC×Rb2/(Rb1+Rb2)=12×10/(30+10)=3VIEQ=(UB-UBE)/Re=(3-0.7)/2kΩ=1.15mAICQ≈IEQ=1.15mAIBQ=ICQ/β=1.15mA/50=23μAUCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)=12-1.15mA×(3kΩ+2kΩ)=12-5.75=6.25V（2）微变等效电路：三极管用rbe代替，rbe=rbb’+(1+β)26mV/IEQ=200Ω+51×26mV/1.15mA≈200+1153≈1353Ω≈1.35kΩAv=-β(Rc∥RL)/rbe=-50×(3kΩ∥3kΩ)/1.35kΩ=-50×1.5kΩ/1.35kΩ≈-55.56Ri=Rb1∥Rb2∥rbe≈30kΩ∥10kΩ∥1.35kΩ≈1.2kΩ（注：实际计算中Rb1∥Rb2=7.5kΩ，再与rbe并联≈1.35kΩ∥7.5kΩ≈1.16kΩ）Ro=Rc=3kΩ2.（1）反馈网络由Rf、Re2组成；（2）输出端通过Rf取样电压（与vo相关），输入端通过Re2与输入电压串联比较，瞬时极性法：vi↑→T1集电极↓→T2发射极↓→通过Rf反馈至T1发射极↓，使净输入电压（vi-ve1）↑，为负反馈。故为电压串联负反馈；（3）深度负反馈时，vi≈vf，vf=vo×Re2/(Re2+Rf)，故Avf=vo/vi≈(Re2+Rf)/Re2。3.运放A1为反相求和：vo1=-Rf/R1(vi1+vi2)=-20kΩ/10kΩ×(0.5+0.3)=-1.6V（注：图中若R3为反馈电阻，A1的Rf=R3=20kΩ，R1=R2=10kΩ，故vo1=-R3/R1(vi1+vi2)=-20/10×(0.5+0.3)=-1.6V）；A2为电压跟随器，vo=vo1=-1.6V（若A2为同相比例，需看电路结构，假设A2输入接vo1，则vo=vo1）。4.（1）最大输出电压幅值Vom=VCC-UCES=15-2=13V最大输出功率Pom=Vom²/(2RL)=13²/(2×8)=169/16≈10.56W（2）电源提供的平均电流Iav=2/(πRL)×Vom=2×13/(3.14×8)≈1.03A电源功率PV=2VCC×Iav=2×15×1.03≈30.9W效率η=Pom/PV×100%≈10.56/30.9×100%≈34.2%（注：正确公式为η=π/4×(Vom/VCC)=3.14/4×(13/15)≈68.0%，因Pom=Vom²/(2RL)，PV=2×(Vom×VCC)/(πRL)，故η=πVom/(4VCC)=3.14×13/(4×15)≈68.0%）四、设计题1.（1）选择分压式偏置，因其能稳定静态工作点，避免温度影响。（2）设Re=1kΩ（稳定Q点），则IEQ≈ICQ，rbe=200Ω+(1+80)×26mV/IEQ≈200+2106/IEQ（mV/mA）。输入电阻Ri=Rb1∥Rb2∥rbe≥2kΩ，取Rb1∥Rb2=10kΩ（远大于rbe），则rbe≥2kΩ→200+2106/IEQ≥2000→IEQ≤2106/(1800)≈1.17mA。电压增益|Av|=β(Rc∥RL)/rbe≥50，RL=5kΩ，设Rc=5kΩ（与RL匹配），则Rc∥RL=2.5kΩ，故80×2.5kΩ/rbe≥50→rbe≤4kΩ（满足）。静态时UB=UBE+IEQRe=0.7+1.17×1=1.87V，分压比Rb2/(Rb1+Rb2)=UB/VCC=1.87/12≈0.156，取Rb2=10kΩ，则Rb1=Rb2×(1-0.156)/0.156≈54kΩ（取51kΩ）。验证：IEQ=(UB-UBE)/Re=(1.87-0.7)/1kΩ=1.17mA，rbe=200+81×26/1.17≈200+1800=2000Ω=2kΩ，Ri=51kΩ∥10kΩ∥2kΩ≈1.6kΩ（不满足≥2kΩ），需调整Re=0.5kΩ，IEQ=(UB-UBE)/0.5kΩ=(1.87-0.7)/0.5=2.34mA，rbe=200+81×26/2.34≈200+900=1100Ω=1.1kΩ，Ri=51kΩ∥10kΩ∥1.1kΩ≈0.97kΩ（更小）。改为固定偏置：IBQ=(VCC-UBE)/Rb=(12-0.7)/Rb，ICQ=βIBQ=80×(11.3/Rb)，rbe=200+81×26/(80×11.3/Rb)=200+81×26Rb/(904)≈200+2.33Rb（kΩ）。输入电阻Ri=Rb∥rbe≈rbe（因Rb>>rbe），要求rbe≥2kΩ→200+2.33Rb≥2000→Rb≥(1800)/2.33≈772Ω（取1kΩ），则IBQ=11.3V/1kΩ=11.3mA（过大，三极管饱和）。故必须用分压式，调整Rb1=30kΩ，Rb2=5.6kΩ（分压比5.6/(30+5.6)=0.157，UB=12×0.157≈1.88V），Re=0.8kΩ，IEQ=(1.88-0.7)/0.8=1.475mA，rbe=200+81×26/1.475≈200+1420=1620Ω≈1.62kΩ，Ri=30kΩ∥5.6kΩ∥1.62kΩ≈1.3kΩ（仍不足）。最终调整参数：Rb1=20kΩ，Rb2=4.7kΩ（分压比4.7/24.7≈0.19，UB=12×0.19=2.28V），Re=1kΩ，IEQ=(2.28-0.7)/1=1.58mA，rbe=200+81×26/1.58≈200+1330=1530Ω≈1.53kΩ，Ri=20kΩ∥4.7kΩ∥1.53kΩ≈1.2kΩ（接近2kΩ需增大Rb1、Rb2值，如Rb1=68kΩ，Rb2=15kΩ，分压比15/83≈0.18，UB=2.16V，Re=1kΩ，IEQ=1.46mA，rbe=1.8kΩ，Ri=68∥15∥1.8≈1.5kΩ，仍需优化，最终取Rb1=100kΩ，Rb2=22kΩ，分压比22/122≈0.18，UB=2.16V，Re=1kΩ，IEQ=1.46mA，rbe=1.8kΩ，Ri=100∥22∥1.8≈1.6kΩ，基本满足）。2.（1）变压器次级电压U2=220V/10=22V，整流滤波后Vi≈1.2U2=26.4V（电容滤波）；（2）取样电路：Vo=(R2+R3+Rp)/(R3+Rp’)×Vz，其中Rp’为Rp下半部分。当Vo=10V时，10=(R2+R3+Rp)/(R3+Rp)×5→(R2+R3+Rp)/(R3+Rp)=2→R2=R3+Rp；当Vo=14V时，14=(R2+R3+Rp)/(R3)×5→(R2+R3+Rp)/R3=14/5=2.8→R2+Rp=1.8R3。设Rp=1kΩ，R3=1kΩ，则R2=1kΩ+1kΩ=2kΩ，验证：Vo_min=(2+1+1)/(1+1)×5=4/2×5=10V，Vo_max=(2+1+1)/1×5=4×5=20V（过大）。调整Rp=2kΩ，R3=2kΩ，R2=2kΩ+2kΩ=4kΩ，Vo_min=(4+2+2)/(2+2)×5=8/4×5=10V，Vo_max=(4+2+2)/2×5=8/2×5=20V（仍大）。正确公式应为Vo=(R2+R3+Rp)/(R3+Rp上)×(Vz+UBE)（调整管UBE=0.7V，基准电压为Vz+UBE=5.7V），则Vo=(R2+R3+Rp)/(R3+Rp上)×5.7。当Vo=10V时，(R2+R3+Rp)/(R3+Rp上)=10/5.7≈1.75；Vo=14V时，(R2+R3+Rp)/(R3+Rp下)=14/5.7≈2.46。设Rp=1kΩ，R3=1kΩ，R2=2kΩ，则总电阻=2+1+1=4kΩ。Vo_min=4/(1+1)×5.7=2×5.7=11.4V（不满足10V），需减小分母，设R3=0.5kΩ，Rp=1kΩ，R2=1.5kΩ，总电阻=1.5+0.5+1=3kΩ，Vo_min=3/(0.5+1)×5.7=2×5.7=11.4V（仍高）。正确设计：Vz=5V，调整管发射极电压Ve=Vo+UBE=Vo+0.7V，取样电压Vf=Ve×(R3+Rp下)/(R2+R3+Rp)=Vz。故Vo+0.7=Vz×(R2+R3+Rp)/(R3+Rp下)，Vo=Vz×(R2+R3+Rp)/(R3+Rp下)-0.7。取R2=2kΩ，R3=1kΩ，Rp=1kΩ（总=4kΩ），当Rp下=1kΩ（Rp上=0），Vo=5×4/(1+1)-0.