2025年《模拟电子技术基础》考试试卷附答案

2025年《模拟电子技术基础》考试试卷附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.本征半导体温度升高时，自由电子与空穴的浓度变化为（）。A.自由电子浓度增加，空穴浓度不变B.空穴浓度增加，自由电子浓度不变C.两者浓度相等且同步增加D.两者浓度不等但均增加2.某硅二极管正偏时测得端电压为0.7V，若正向电流增大一倍，端电压约为（）。A.0.7VB.0.75VC.0.65VD.0.8V3.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，输出电阻小C.电流增益低，输出电阻大D.适用于多级放大电路的中间级4.引入电压并联负反馈后，放大电路的输入电阻和输出电阻变化为（）。A.输入电阻减小，输出电阻减小B.输入电阻增大，输出电阻增大C.输入电阻减小，输出电阻增大D.输入电阻增大，输出电阻减小5.差分放大电路抑制零点漂移的主要原因是（）。A.采用双电源供电B.电路参数对称，利用共模抑制比C.发射极接大电阻D.集电极接负载电阻6.集成运放工作在线性区的必要条件是（）。A.引入正反馈B.开环工作C.引入负反馈D.电源电压足够高7.互补对称功率放大电路（OCL）的交越失真出现在（）。A.大信号输出时B.输入信号过零时C.静态工作点过高时D.负载电阻过大时8.RC串并联正弦波振荡电路的振荡频率f0与R、C的关系为（）。A.f0=1/(2πRC)B.f0=1/(2π√RC)C.f0=2πRCD.f0=RC/(2π)9.稳压二极管正常工作时应处于（）。A.正向导通区B.反向截止区C.反向击穿区D.死区10.电流源电路在集成运放中的主要作用是（）。A.提高输入电阻B.提供稳定偏置或作为有源负载C.增大输出电压范围D.抑制温漂二、填空题（每空1分，共20分）1.PN结内电场的方向是从____区指向____区。2.放大电路的静态工作点设置过低会产生____失真，设置过高会产生____失真。3.反馈放大电路中，若反馈信号取自输出电压且与输入电压串联，则为____反馈。4.差分放大电路的差模增益为Ad，共模增益为Ac，则共模抑制比CMRR=____（用对数表示）。5.理想集成运放的差模输入电阻为____，开环电压增益为____。6.乙类功率放大电路的效率理论最大值约为____，但存在____失真。7.正弦波振荡电路的起振条件是____和____。8.串联型稳压电路中，调整管工作在____区，基准电压源提供____。9.场效应管按结构分为____和____两大类。10.放大电路的频率失真属于____失真，主要由____元件引起。三、分析计算题（共40分）1.（10分）图1所示共射极放大电路中，已知VCC=15V，RB1=33kΩ，RB2=10kΩ，RE=2kΩ，RC=3kΩ，RL=6kΩ，β=80，UBE=0.7V，rbb'=200Ω。求：（1）静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ；（2）电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。2.（10分）图2所示差分放大电路中，VCC=VEE=12V，RC=10kΩ，RE=10kΩ，β=100，rbe=2kΩ，RL=20kΩ，信号源vi1=10mV，vi2=5mV。求：（1）差模输入电压vid；（2）共模输入电压vic；（3）差模电压增益Ad；（4）输出电压vo。3.（10分）图3所示运放电路中，已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=20kΩ，R4=40kΩ，vi1=0.5V，vi2=0.3V。求输出电压vo。4.（10分）图4所示OCL功率放大电路中，VCC=±18V，RL=8Ω，输入正弦信号足够大。求：（1）最大输出功率Pom；（2）电源提供的平均功率PV；（3）效率η。四、设计题（共20分）设计一个基于集成运放的电压放大电路，要求：（1）输入信号vi为0~5V的直流电压；（2）输出电压vo为-10V~+10V；（3）输入电阻大于100kΩ；（4）画出电路原理图，标注元件参数（需说明设计过程）。答案一、单项选择题1.C2.B3.B4.A5.B6.C7.B8.A9.C10.B二、填空题1.N，P2.截止，饱和3.电压串联负4.20lg|Ad/Ac|dB5.无穷大，无穷大6.78.5%，交越7.幅值条件|AF|>1，相位条件φA+φF=2nπ（n为整数）8.放大，稳定参考电压9.结型（JFET），绝缘栅型（MOSFET）10.线性，电抗（电容/电感）三、分析计算题1.（1）静态分析：UB=RB2/(RB1+RB2)·VCC=10/(33+10)×15≈3.49VUE=UB-UBE=3.49-0.7=2.79VIEQ=UE/RE=2.79/2≈1.395mA≈ICQIBQ=ICQ/β=1.395/80≈0.0174mA=17.4μAUCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)=15-1.395×(3+2)=15-6.975=8.025V（2）动态分析：rbe=rbb'+(1+β)·26mV/IEQ=200+(81×26)/1.395≈200+1512≈1712Ω≈1.71kΩAv=-β·(RC//RL)/rbe=-80×(3//6)/1.71=-80×2/1.71≈-93.57Ri=RB1//RB2//rbe≈33//10//1.71≈1.5kΩ（注：实际计算中RB1//RB2=33×10/(33+10)≈7.67kΩ，再与rbe并联得7.67//1.71≈1.36kΩ，近似为1.4kΩ）Ro≈RC=3kΩ2.（1）vid=vi1-vi2=10-5=5mV（2）vic=(vi1+vi2)/2=(10+5)/2=7.5mV（3）差模负载RL'=RC//(RL/2)=10//10=5kΩ（因RL接在两集电极之间，每边等效负载为RL/2）Ad=-β·RL'/rbe=-100×5/2=-250（4）共模增益Ac≈-β·(RC//RL)/(2βRE)≈-(RC//RL)/(2RE)（因RE很大时，Ac≈0），故vo≈Ad·vid=-250×5mV=-1.25V3.运放A1为反相比例器：vo1=-R2/R1·vi1=-20/10×0.5=-1V运放A2为同相求和电路：vi+=R4/(R3+R4)·vi2=40/(20+40)×0.3=0.2Vvo=(1+R2/R1)·vi+=(1+20/10)×0.2=3×0.2=0.6V（注：实际电路若为A2反相端接vo1和vi2，需重新分析。正确应为A2反相端通过R5接地，同相端接vi2分压，则vo=(Rf/R1)·vi1+(Rf/R2)·vi2，假设Rf=40kΩ，R1=10kΩ，R2=20kΩ，则vo=40/10×0.5+40/20×0.3=2+0.6=2.6V，原答案需修正）（正确分析：图3若为反相加法器，R1=10kΩ接vi1，R2=20kΩ接vi2，Rf=40kΩ，则vo=-Rf/R1·vi1-Rf/R2·vi2=-40/10×0.5-40/20×0.3=-2-0.6=-2.6V）4.（1）Pom=(VCC/√2)²/RL=(18/√2)²/8=162/8=20.25W（2）PV=2·(VCC/π)·(VCC/RL)=2×(18/3.14)×(18/8)≈2×5.73×2.25≈25.79W（3）η=Pom/PV=20.25/25.79≈78.5%（符合乙类功放效率）四、设计题设计思路：输入0~5V需转换为-10V~+10V，需实现双极性输出且增益可调。采用差分放大电路或同相加法器结合反相放大。电路原理：使用运放构成同相比例放大电路，引入偏置电压抵消单极性输入。设输入vi=0时vo=-10V，vi=5V时vo=10V。设电路为vo=A·vi+B，代入边界条件：-10=A·0+B→B=-10V10=A·5+(-10)→A=4故需放大倍数为4，且叠加-10V偏置。采用同相比例放大，反馈电阻Rf，输入电阻R1，偏置电阻R2接-10V基准（由稳压管或分压提供）。电路：运放同相端通过R3接地，vi经R1接同相端，-10V经R2接同相端，反相端接Rf到输出端，且R1//R2=Rf//R3（平衡电阻）。取R1=100kΩ（满足输入电阻>100kΩ），R2=100kΩ（与R1相等），则同相端电压vi+=(vi/R1+Vref/R2)/(1/R1+1/R2)=(vi+Vref)/2（因R1=R2）。输出vo=(1+Rf/R3)·vi+，令(1+Rf/R3)=8（因vo=4vi-10=8·(vi-2.5)/2，需调整），或直接设计为反相比例放大+偏置：反相放大电路：vo=-Rf/R1·vi+(Rf/R2)·Vref，令R1=100kΩ，Rf=400kΩ（增益-4），Vref=5V（通过分压电阻R2=Rf=400kΩ），则vo=-4vi+(400/400)×5=-4vi+5，不满足。需调整Vref为-5V，则vo=-4vi+(400/400)×(-5)=-4vi-5，仍不满足。正确方案：使用同相加法器，vi和Vref（-5V）同时输入同相端，放大倍数为2。vo=(1+Rf/R1)(vi×R2/(R2+R3)+Vref×R3/(R2+R3))。设R2=R3=100kΩ，则vi+=(vi+Vref)/2，放大倍数1+Rf/R1=4，故vo=4×(vi-5)/2=2vi-10。当vi=0时vo=-10V，vi=5V时vo=0，不满足。需调整放大倍数为4，vi+=vi×(R3/(R2+R3))+Vref×(R2/(R2+R3))，令R2=R3=100kΩ，vi+=(vi+Vref)/2，放大倍数1+Rf/R1=4，则vo=4×(vi+Vref)/2=2vi+2Vref。令2Vref=-10V→Vref=-5V，当vi=5V时，vo=2×5+2×(-5)=10-10=0，仍不对。最终方案：采用两级放大。第一级反相放大将0~5V转为0~-20V（增益-4），第二级同相放大+偏置，将0~-20V转为-10V~+10V（加法器）。但更简单的是使用差分放大器，输入vi和5V基准，vo=(Rf/R1)(vi-2.5V)×2。取R1=100kΩ，Rf=200kΩ，vo=2(vi-2.5V)×2=4vi-10V，当vi=0时vo=-10V，vi=5V时vo=10V，满足要求。电路：运放反相端接vi经R1=100kΩ，同相端接2.5V基准（由5V分压R4=R5=10kΩ得到），反馈电阻Rf=200kΩ，平衡电阻R3=R1//Rf=66.7kΩ。此时输入电阻Ri=R1=100kΩ，满足要求。原理图：运放反相端接R1（100kΩ）到vi，同相端接R4（10kΩ）和R5（10kΩ）分压5V得到2.5V，反相端通过Rf（200kΩ）接输出端，同相端接地电阻R3=66.7kΩ（R1//Rf）。输出vo=-Rf/R1(vi-2.5V×(R1+Rf)/Rf)（实际应为vo=(Rf/R1)(2.5V-vi)，当Rf=200kΩ，R1=100kΩ时，vo=2(2.5V-vi)=5V-2vi，不满足。正确计算应为差分放大增益Ad=Rf/R1=2，vo=Ad(vin+-vin-)=2×(2.5V-vi)，当vi=0时vo=5V，错误。需重新设计：正确差分放大电路：vin+=vi，vin-=Vref，vo=(Rf/R1)(vin+-vin-)。令vo=4vi-10V，当vi=0时vo=-10V→-10V=(Rf/R1)(0-Vref)→Vref=10V×(R1/Rf)；当vi=5V时