2025年电子技术下试题及答案

2025年电子技术下试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种半导体材料更适合用于2025年高频功率器件设计？A.硅（Si）B.砷化镓（GaAs）C.氮化镓（GaN）D.锗（Ge）2.某共发射极放大电路中，若输入正弦信号幅值过大，输出波形出现底部削平失真，此时三极管工作状态为？A.截止失真B.饱和失真C.交越失真D.频率失真3.数字电路中，若需实现“只有当三个输入信号全为1时输出为1，否则为0”的逻辑功能，应选用？A.或门B.与非门C.或非门D.与门4.一阶RC低通滤波电路中，当输入信号频率等于截止频率f₀时，输出电压与输入电压的幅值比为？A.1/√2B.1/2C.√2D.25.以下哪种模数转换（ADC）方式在2025年高精度数据采集系统中应用最广？A.并行比较型ADCB.逐次逼近型ADCC.双积分型ADCD.Σ-Δ型ADC6.场效应管（MOSFET）的跨导gₘ反映了？A.漏极电流对栅源电压的控制能力B.栅源电压对漏源电压的控制能力C.漏源电流对漏源电压的控制能力D.栅极电流对漏极电流的控制能力7.同步时序逻辑电路中，所有触发器的时钟信号应满足？A.相位相反B.频率不同C.同步触发D.无固定关系8.开关电源中，续流二极管的主要作用是？A.防止电源反接B.为电感电流提供释放路径C.提高输出电压稳定性D.降低开关管损耗9.某二进制数为110101，其对应的十进制数是？A.53B.45C.61D.5510.在差分放大电路中，若两个输入信号分别为vᵢ₁=10mV、vᵢ₂=6mV，则差模输入电压vᵢd和共模输入电压vᵢc分别为？A.4mV，8mVB.8mV，4mVC.2mV，16mVD.16mV，2mV二、填空题（每空2分，共20分）1.本征半导体中，自由电子浓度与空穴浓度的关系为______。2.集成运放的输入级通常采用______电路，以抑制零点漂移。3.逻辑函数F=AB+AC的最简与或表达式为______。4.555定时器构成多谐振荡器时，其振荡频率主要由______和______决定。5.某8位D/A转换器的基准电压为5V，其最小输出电压增量为______mV。6.三极管工作在放大区时，发射结______偏置，集电结______偏置。7.阻容耦合放大电路的下限截止频率主要由______电容决定，上限截止频率主要由______电容决定。三、简答题（每题8分，共40分）1.比较双极型晶体管（BJT）与场效应管（MOSFET）的主要优缺点。2.简述负反馈对放大电路性能的影响（至少列出4点）。3.分析组合逻辑电路与时序逻辑电路的本质区别，并各举一例说明。4.说明ADC分辨率与转换精度的区别，并计算12位ADC在基准电压5V时的分辨率。5.开关电源相对于线性电源的主要优势有哪些？在2025年物联网设备中，开关电源设计需重点关注哪些指标？四、综合题（第1题15分，第2题25分，共40分）1.设计一个基于555定时器的简易温控报警电路，要求：当温度超过阈值（设为30℃）时，输出频率为1kHz的方波驱动蜂鸣器报警。已知温度传感器输出电压与温度的关系为vᵢ=0.1T（T为温度，单位℃），阈值电压可通过电位器调节。（1）画出电路原理框图（包含传感器、比较器、555定时器、蜂鸣器）；（2）说明各部分功能；（3）计算555定时器外接电阻R₁、R₂和电容C的取值（假设R₁=R₂，振荡频率公式f=1.44/[(R₁+2R₂)C]）。2.如图1所示共射极放大电路（图中VCC=12V，Rb=300kΩ，Rc=3kΩ，Re=1kΩ，RL=3kΩ，三极管β=50，rbe=1kΩ，C1、C2、Ce为耦合电容）：（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；（4）若Ce开路，分析对静态工作点和电压放大倍数的影响。答案一、单项选择题1.C2.B3.D4.A5.D6.A7.C8.B9.A10.A二、填空题1.相等（或n₁=p₁）2.差分放大3.A(B+C)（或AB+AC已最简，需确认是否可合并，实际最简为A(B+C)）4.外接电阻；电容5.19.53（5V/2⁸=5/256≈0.01953V=19.53mV）6.正向；反向7.耦合（或隔直）；结（或极间）三、简答题1.BJT优点：跨导大、驱动能力强、高频特性较好；缺点：输入阻抗低、需要较大基极电流、热稳定性较差。MOSFET优点：输入阻抗极高、功耗低、热稳定性好、便于集成；缺点：跨导较小、高压大电流场景下导通电阻较大。2.负反馈可稳定放大倍数、展宽通频带、减小非线性失真、改变输入/输出电阻（串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻；电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻）。3.本质区别：组合逻辑电路的输出仅取决于当前输入，无记忆功能；时序逻辑电路的输出取决于当前输入和电路的历史状态（即具有记忆功能）。举例：组合逻辑电路如全加器；时序逻辑电路如计数器。4.分辨率是ADC能区分的最小输入电压变化量，反映量化精度；转换精度是实际输出与理想输出的接近程度，受噪声、漂移等因素影响。12位ADC分辨率=5V/2¹²=5/4096≈1.22mV。5.开关电源优势：效率高（可达80%-90%）、体积小、重量轻、输出电压范围宽。物联网设备中需重点关注：低待机功耗（延长电池寿命）、EMI抑制（避免干扰无线通信）、集成度（减小体积）、宽输入电压范围（适应不同供电场景）。四、综合题1.（1）框图：温度传感器→信号调理（放大/滤波）→比较器（阈值调节）→555多谐振荡器→蜂鸣器。（2）功能：传感器将温度转换为电压vᵢ=0.1T；比较器将vᵢ与阈值电压Vth（对应30℃时vᵢ=3V）比较，当vᵢ>Vth时输出高电平，触发555振荡器；555输出1kHz方波驱动蜂鸣器报警。（3）由f=1.44/[(R₁+2R₂)C]，设R₁=R₂=R，C=0.1μF，则1kHz=1.44/[(R+2R)×0.1μF]=1.44/(3R×1e-7)，解得R=1.44/(3×1e-7×1e3)=4.8kΩ（取标准值5.1kΩ或4.7kΩ，需调整C）。2.（1）静态分析：IBQ=(VCC-UBEQ)/Rb≈(12-0.7)/300k≈37.7μAICQ=βIBQ=50×37.7μA≈1.885mAUCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)=12-1.885m×(3k+1k)=12-7.54=4.46V（2）微变等效电路：三极管用rbe替代，C1、C2、Ce短路，信号源内阻Rs、负载RL保留，画出基极-发射极间rbe，集电极接Rc∥RL。（3）电压放大倍数Au=-β(Rc∥RL)/rbe=-50×(3k∥3k)/1k=-50×1.5k/1k=-75输入电阻Ri=Rb∥rbe≈300k∥1k≈1kΩ（因Rb远大于rbe）输出电阻Ro=Rc=3kΩ（4）Ce开路时，发射极电阻Re无旁路