2025年模电期中考试卷答案

2025年模电期中考试卷答案一、选择题（每题2分，共20分）1.某硅二极管在室温（300K）下正向电压为0.7V时，正向电流为1mA。若温度升高20℃，保持正向电流不变，此时正向电压约为（）。A.0.64VB.0.7VC.0.76VD.0.8V答案：A解析：硅二极管正向压降温度系数约为-2mV/℃，温度升高20℃，压降减少0.04V，故0.7V-0.04V=0.66V（近似0.64V为选项中最接近值）。2.共集电极放大电路的特点是（）。A.电压增益高，输入电阻小，输出电阻大B.电压增益近似为1，输入电阻大，输出电阻小C.电压增益高，输入电阻大，输出电阻小D.电压增益近似为1，输入电阻小，输出电阻大答案：B解析：共集电路（射极跟随器）电压增益约为1（跟随特性），输入电阻大（基极回路串入射极电阻的(1+β)倍），输出电阻小（射极电阻并联rbe/(1+β)）。3.某放大电路引入电压串联负反馈后，其性能变化为（）。A.输入电阻减小，输出电阻减小B.输入电阻增大，输出电阻减小C.输入电阻减小，输出电阻增大D.输入电阻增大，输出电阻增大答案：B解析：电压负反馈稳定输出电压，降低输出电阻；串联负反馈增大输入电阻。4.差分放大电路抑制零点漂移的主要原因是（）。A.电路参数对称，两边漂移相互抵消B.采用双电源供电C.发射极接大电阻ReD.采用复合管答案：A解析：差分电路利用对称性使两边管子的温漂电压在输出端相互抵消，Re仅抑制共模信号（包括温漂）的单端变化。5.乙类互补对称功率放大电路的交越失真发生在（）。A.输入信号正半周B.输入信号负半周C.输入信号过零附近D.输入信号幅值较大时答案：C解析：乙类功放无静态偏置，当输入信号小于管子开启电压时，两管均截止，导致输出信号在过零点附近出现失真。6.集成运放构成的反相比例运算电路中，若Rf=100kΩ，R1=10kΩ，则闭环电压增益Avf为（）。A.10B.-10C.11D.-11答案：B解析：反相比例电路Avf=-Rf/R1=-100/10=-10。7.某N沟道增强型MOS管的开启电压UT=2V，当栅源电压UGS=3V，漏源电压UDS=5V时，该管工作在（）。A.截止区B.可变电阻区C.饱和区D.击穿区答案：C解析：增强型MOS管工作在饱和区的条件是UGS>UT且UDS≥UGS-UT（3V-2V=1V，5V≥1V满足），故工作在饱和区。8.整流电路中，若变压器二次侧电压有效值为U2，则桥式整流电容滤波电路的输出电压平均值约为（）。A.0.45U2B.0.9U2C.1.2U2D.1.4U2答案：C解析：桥式整流电容滤波电路在负载较重（RCL较大）时，输出电压约为1.2U2；空载时约为1.4U2（√2U2）。9.放大电路的上限截止频率fH主要由（）决定。A.耦合电容和旁路电容的容抗B.三极管的结电容和分布电容C.负载电阻的大小D.静态工作点的设置答案：B解析：上限频率由高频时结电容（如Cπ、Cμ）和分布电容的容抗减小，导致信号衰减决定；下限频率由低频时耦合/旁路电容的容抗增大决定。10.为了稳定放大电路的输出电流并提高输入电阻，应引入（）。A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈答案：C解析：电流负反馈稳定输出电流，串联负反馈增大输入电阻，故选择电流串联负反馈。二、填空题（每空1分，共15分）1.半导体二极管的正向伏安特性曲线随温度升高而向______（左/右）移动，反向饱和电流随温度升高而______（增大/减小）。答案：左；增大2.三极管工作在放大区时，发射结______（正偏/反偏），集电结______（正偏/反偏）。答案：正偏；反偏3.共射放大电路的输出电压与输入电压相位______（相同/相反），其小信号等效模型中，三极管的输入电阻rbe≈______（公式）。答案：相反；rbb’+(1+β)26mV/IEmA4.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KCMR=______（表达式），其值越大，抑制______（差模/共模）信号的能力越强。答案：|Ad/Ac|；共模5.集成运放的理想化条件包括开环增益Aod→______，输入电阻rid→______，输出电阻ro→______。答案：∞；∞；06.乙类互补对称功放的最大效率约为______（百分数），为消除交越失真，实际电路常采用______（甲类/甲乙类）工作状态。答案：78.5%；甲乙类7.串联型线性稳压电路主要由调整管、______、基准电压源和______四部分组成。答案：取样电路；比较放大电路三、分析计算题（共50分）1.（10分）电路如图1所示，已知三极管β=100，UBE=0.7V，rbb’=200Ω，电容C1、C2、Ce对交流信号视为短路。（1）计算静态工作点Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）画出小信号等效电路；（3）计算电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。解：（1）静态分析：基极电位UB≈(Rb2/(Rb1+Rb2))VCC=(10/(30+10))×12V=3V发射极电流IEQ≈(UB-UBE)/Re=(3-0.7)/1kΩ=2.3mAIBQ=IEQ/(1+β)≈2.3mA/101≈22.8μAICQ≈βIBQ=100×22.8μA≈2.28mAUCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)=12V-2.28mA×(2kΩ+1kΩ)=12V-6.84V=5.16V（2）小信号等效电路：三极管用h参数模型代替，C1、C2、Ce短路，信号源内阻Rs保留，负载RL保留。（3）动态分析：rbe=rbb’+(1+β)26mV/IEQ=200Ω+101×26mV/2.3mA≈200Ω+1140Ω=1340Ω≈1.34kΩ电压放大倍数Av=-β(Rc∥RL)/rbe=-100×(2kΩ∥3kΩ)/1.34kΩ=-100×(1.2kΩ)/1.34kΩ≈-89.6输入电阻Ri=Rb1∥Rb2∥rbe≈30kΩ∥10kΩ∥1.34kΩ≈1.2kΩ（因rbe远小于Rb1、Rb2，近似为rbe）输出电阻Ro≈Rc=2kΩ2.（12分）图2为差分放大电路，已知VCC=VEE=12V，Rc=10kΩ，Re=10kΩ，β=100，UBE=0.7V，rbe=2kΩ，ui1=10mV，ui2=5mV。（1）计算差模输入电压uid和共模输入电压uic；（2）计算差模电压增益Ad和共模电压增益Ac；（3）计算双端输出电压uod和单端输出电压uoc（从T2集电极输出）。解：（1）差模输入uid=ui1-ui2=10mV-5mV=5mV共模输入uic=(ui1+ui2)/2=(10mV+5mV)/2=7.5mV（2）差模增益Ad=-βRc/(2rbe)=-100×10kΩ/(2×2kΩ)=-250共模增益Ac=-βRc/[2rbe+2(1+β)Re]（因Re对共模信号有负反馈）近似(1+β)Re>>rbe，故Ac≈-Rc/[2Re]=-10kΩ/(2×10kΩ)=-0.5（3）双端输出uod=Ad×uid=-250×5mV=-1250mV=-1.25V单端输出（T2集电极）时，差模分量为Ad/2×uid=-250/2×5mV=-625mV共模分量为Ac×uic=-0.5×7.5mV=-3.75mV总输出uoc=(-625mV)+(-3.75mV)=-628.75mV3.（12分）图3为集成运放组成的电路，已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=20kΩ，R4=10kΩ，Rf=40kΩ，ui1=0.5V，ui2=0.3V。（1）判断运放A1、A2各构成何种运算电路；（2）计算输出电压uo1、uo2；（3）推导uo与uo1、uo2的关系式，并计算最终输出uo。解：（1）A1：反相比例运算电路（输入接反相端，反馈电阻Rf1=Rf）；A2：同相比例运算电路（输入接同相端，反馈电阻Rf2=Rf）。（2）A1输出uo1=-Rf/R1×ui1=-40kΩ/10kΩ×0.5V=-2VA2同相端电位u+=(R4/(R3+R4))ui2=(10kΩ/(20kΩ+10kΩ))×0.3V=0.1VA2输出uo2=(1+Rf/R2)u+=(1+40kΩ/20kΩ)×0.1V=3×0.1V=0.3V（3）A3构成加减运算电路，反相端输入uo1、uo2，同相端通过R5接地（假设R5=R1∥R2∥Rf）。根据虚短虚断，反相端电位u-=u+=0（同相端接地）电流关系：uo1/R1+uo2/R2=-uo/Rf整理得uo=-Rf(uo1/R1+uo2/R2)=-40kΩ×(-2V/10kΩ+0.3V/20kΩ)=-40×(-0.2+0.015)=-40×(-0.185)=7.4V4.（16分）图4为OCL功率放大电路，已知VCC=VCC=15V，RL=8Ω，三极管饱和压降UCES=2V，输入正弦信号足够大。（1）说明电路类型（甲类/乙类/甲乙类）及T1、T2的导电类型；（2）计算最大输出功率Pom；（3）计算每个三极管的最大管耗PTmax；（4）计算电路的最大效率ηmax。解：（1）电路为乙类互补对称功率放大电路（无静态偏置），T1为NPN型，T2为PNP型（互补对称）。（2）最大输出电压幅值Uom=VCC-UCES=15V-2V=13V最大输出功率Pom=Uom²/(2RL)=(13V)²/(2×8Ω)=169/16≈10.56W（3）单个管子的最大管耗PTmax≈0.2Pom=0.2×10.56W≈2.11W（推导：PT=(VCCUom-Uom²/2)/(πRL)，求导得最大值在Uom=2VCC/π时，PTmax=2VCC²/(π²RL)≈0.2Pom）（4）最大效率ηmax=(π/4)×(VCC-UCES)/VCC≈(3.14/4)×(13/15)≈0.785×0.867≈68.1%（理想乙类ηmax=π/4≈78.5%，因UCES存在效率降低）四、设计题（15分）设计一个由集成运放构成的运算电路，实现uo=5ui1-3ui2的功能，要求输入电阻大于10kΩ，反馈电阻不超过100kΩ。画出电路原理图，标注各电阻阻值，并说明设计依据。解：采用反相输入的加减运算电路（或反相加法器），反相端接ui1、ui2，同相端接平衡电阻。设计依据：反相端电流方程：ui1/R1+ui2/R2=-uo/Rf要求uo=5ui1-3ui2，故需满足：5=Rf/R1→R1=Rf/5-3=-Rf/R2→R2=Rf/3取Rf=100kΩ（不超过100kΩ），则R1=100kΩ/5=20kΩ，R2=10