2026年模拟电路考试题及答案

2026年模拟电路考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.电路如图1（假设图中二极管为理想器件），输入电压Vi=5sinωt（V），则输出电压Vo的幅值为（）。A.5VB.3VC.2VD.0V答案：B（二极管导通时Vo被钳位在3V，截止时Vo=Vi，故幅值为3V）2.某NPN型三极管放大电路中，测得UBE=0.7V，UBC=5V，UCE=5.7V，则三极管工作在（）。A.截止区B.放大区C.饱和区D.击穿区答案：B（发射结正偏，集电结反偏，符合放大区条件）3.增强型PMOS管的开启电压VGS(th)为（）。A.正值，且VGS>VGS(th)时导通B.负值，且VGS<VGS(th)时导通C.正值，且VGS<VGS(th)时导通D.负值，且VGS>VGS(th)时导通答案：B（PMOS管栅源电压需小于负的开启电压才能导通）4.共集电极放大电路的特点是（）。A.电压增益≈1，输入电阻小，输出电阻大B.电压增益>1，输入电阻大，输出电阻小C.电压增益≈1，输入电阻大，输出电阻小D.电压增益<1，输入电阻小，输出电阻大答案：C（共集电路电压跟随，输入电阻高，输出电阻低）5.某放大电路引入电压串联负反馈后，其（）。A.输入电阻增大，输出电阻增大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.输入电阻减小，输出电阻减小答案：B（电压负反馈减小输出电阻，串联负反馈增大输入电阻）6.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.三极管结电容和分布电容的容抗C.负载电阻的大小D.静态工作点的设置答案：B（高频段结电容和分布电容的容抗减小，影响频率响应）7.理想运算放大器工作在线性区时，满足（）。A.u+=u=0，i+=i=0B.u+≠u，i+=i=0C.u+=u，i+=i≠0D.u+=u，i+=i=0答案：D（虚短u+=u，虚断i+=i=0）8.差分放大电路抑制共模信号的能力主要取决于（）。A.两边电路的对称性B.发射极电阻Re的大小C.集电极电阻Rc的大小D.三极管的电流放大系数β答案：A（对称性越好，共模抑制比越高）9.电流源电路在模拟集成电路中主要用于（）。A.提供稳定的偏置电流B.增大电路的电压增益C.提高输入电阻D.降低输出电阻答案：A（电流源为各级提供稳定的静态电流，同时作为有源负载提高增益）10.乙类功率放大电路的最高效率约为（）。A.25%B.50%C.78.5%D.90%答案：C（乙类功放理想效率为π/4≈78.5%）二、分析题（每题15分，共45分）1.图2所示共射放大电路中，已知VCC=12V，RB=240kΩ，RC=3kΩ，RE=1kΩ，RL=3kΩ，三极管β=50，UBE=0.7V，rbb'=200Ω。（1）计算静态工作点Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）画出小信号等效电路，计算电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。答案：（1）静态分析：基极电流IBQ=(VCCUBE)/(RB+(1+β)RE)=(120.7)/(240k+51×1k)=11.3/291k≈38.8μA集电极电流ICQ=βIBQ=50×38.8μA≈1.94mAUCEQ=VCCICQ(RC+RE)=121.94m×(3k+1k)=127.76=4.24V（2）小信号等效电路：三极管输入电阻rbe=rbb'+(1+β)26mV/IEQ≈200+51×26/1.94≈200+682≈882Ω电压增益Av=β(RC∥RL)/rbe=50×(3k∥3k)/882=50×1.5k/882≈85.1输入电阻Ri=RB∥rbe≈240k∥882Ω≈882Ω（因RB远大于rbe）输出电阻Ro=RC=3kΩ2.图3所示场效应管放大电路中，已知N沟道耗尽型MOS管的IDSS=4mA，VGS(off)=4V，rds很大可忽略。（1）求静态工作点IDQ、VGSQ；（2）计算跨导gm，推导电压增益Av的表达式（用IDQ、gm、RD、RL表示）。答案：（1）静态时，栅极电压VG=(Rg2/(Rg1+Rg2))VDD=(200k/(300k+200k))×15=6V源极电压VS=IDQ×Rs=IDQ×2kVGSQ=VGVS=62k×IDQ耗尽型MOS管转移特性：IDQ=IDSS(1VGSQ/VGS(off))²=4(1VGSQ/(4))²=4(1+VGSQ/4)²联立得：IDQ=4(1+(62kIDQ)/4)²，化简后解方程得IDQ≈1.6mA（取合理值）VGSQ=62k×1.6m=63.2=2.8V（验证：IDQ=4(1+2.8/4)²=4×(1.7)²=4×2.89=11.56mA，矛盾，正确解法应为VG=0（因Rg1和Rg2接VDD和地，实际VG=(Rg2/(Rg1+Rg2))VDD=(200/(300+200))×15=6V，VS=IDQ×Rs，VGS=VGVS=62kIDQ，代入转移方程ID=IDSS(1VGS/VGS(off))²=4(1(62kID)/(4))²=4(1+(62kID)/4)²=4((4+62kID)/4)²=4×(102kID)²/16=(102kID)²/4即4ID=(102kID)²→4ID=10040kID+4k²ID²→4k²ID²(40k+4)ID+100=0代入k=10³，方程为4×10^6ID²40004ID+100=0，解得ID≈(40004±√(40004²4×4×10^6×100))/(2×4×10^6)≈(40004±√(1.6×10^91.6×10^9))/8×10^6≈40004/(8×10^6)≈5mA（超出IDSS=4mA，说明假设错误，实际电路中Rg1和Rg2应接同一电源，可能题目中VG=0，即Rg1和Rg2上端接地，下端接VDD，此时VG=0，VGS=ID×Rs，重新计算：VGS=ID×2k，ID=4(1+VGS/4)²=4(1ID×2k/4)²=4(1ID×0.5k)²设ID=xmA，则x=4(10.5x)²→x=4(1x+0.25x²)→x=44x+x²→x²5x+4=0→x=1或4mA（4mA时VGS=8V<VGS(off)=4V，截止，故IDQ=1mA，VGSQ=1×2k=2V）（2）跨导gm=2√(IDSS×IDQ)/|VGS(off)|=2√(4×1)/4=2×2/4=1mS电压增益Av=gm(RD∥RL)=1mS×(3k∥6k)=1×2k=2000mV/V=23.图4所示反馈放大电路中，判断反馈类型（极性、组态），推导闭环电压增益Avf=Vo/Vi的表达式（假设运放为理想器件）。答案：反馈类型：输出电压通过Rf反馈到反相输入端，输入信号从同相端输入，反馈信号与输入信号在输入端以电压形式比较（串联），故为电压串联负反馈（瞬时极性法：Vi+→Vo+→反馈电压Vf=Vo×R1/(R1+Rf)+→反相端电压+，与同相端Vi+比较，削弱净输入电压Vid=ViVf，故为负反馈）。闭环增益推导：理想运放虚短u+=u=Vi（同相端输入Vi，反相端u=Vf=Vo×R1/(R1+Rf)），故Vi=Vo×R1/(R1+Rf)，Avf=Vo/Vi=(R1+Rf)/R1三、设计题（每题15分，共30分）1.设计一个单级共射放大电路（采用NPN三极管），要求：电压增益|Av|≥50，输入电阻Ri≥1kΩ，输出电阻Ro≤3kΩ，静态工作点UCEQ≈6V，VCC=12V。选择合适的偏置电路（分压式或固定偏置），计算各元件参数（RB1、RB2、RC、RE，三极管β=100，UBE=0.7V，rbb'=200Ω）。答案：采用分压式偏置电路（稳定Q点），设IEQ≈ICQ=1mA（方便计算rbe），则UCEQ=VCCICQ(RC+RE)=6V→RC+RE=(126)/1m=6kΩ。rbe=rbb'+(1+β)26mV/IEQ≈200+101×26/1≈200+2626=2826Ω≈2.8kΩ。输入电阻Ri=RB1∥RB2∥rbe≥1kΩ，取RB1∥RB2≈2kΩ（因rbe≈2.8kΩ，2k∥2.8k≈1.2k>1k）。设VG=UBE+IEQ×RE≈0.7+1m×RE，分压式偏置中VG=(RB2/(RB1+RB2))VCC≈2/3VCC=8V（取VG=8V），则RE=(VGUBE)/IEQ=(80.7)/1m=7.3kΩ（但RC+RE=6kΩ，矛盾，故调整IEQ=2mA，UCEQ=122m(RC+RE)=6V→RC+RE=3kΩ。rbe=200+101×26/2≈200+1313=1513Ω≈1.5kΩ。Ri=RB1∥RB2∥rbe≥1kΩ，取RB1∥RB2=3kΩ（3k∥1.5k=1k），设RB1=6kΩ，RB2=6kΩ（分压比1:1，VG=6V）。RE=(VGUBE)/IEQ=(60.7)/2m=5.3/2m=2.65kΩ≈2.7kΩ，则RC=3kΩ2.7kΩ=0.3kΩ（太小，增益不足）。调整IEQ=1.5mA，UCEQ=121.5m(RC+RE)=6V→RC+RE=4kΩ。rbe=200+101×26/1.5≈200+1751=1951Ω≈2kΩ。Ri=RB1∥RB2∥2k≥1k，取RB1=4kΩ，RB2=4kΩ（VG=6V），RE=(60.7)/1.5m≈5.3/1.5m≈3.53kΩ，RC=4kΩ3.53kΩ=0.47kΩ（仍小）。改用固定偏置电路：IBQ=(VCCUBE)/(RB+(1+β)RE)，设RE=0（无射极电阻），则ICQ=βIBQ，UCEQ=VCCICQRC=6V→ICQRC=6V。电压增益|Av|=β(RC∥RL)/rbe≥50，假设RL很大，|Av|=βRC/rbe≥50。rbe=200+(1+β)26/ICQ≈200+101×26/ICQ。设ICQ=1mA，则rbe≈200+2626=2826Ω，|Av|=100×RC/2826≥50→RC≥14.13kΩ，UCEQ=121m×14.13k=2.13V（饱和，不行）。设ICQ=2mA，rbe≈200+101×13=1513Ω，|Av|=100×RC/1513≥50→RC≥7.57kΩ，UCEQ=122m×7.57k=1215.14=3.14V（饱和）。正确方法：加入RE并旁路电容，RE=1kΩ（被CE旁路，交流等效为0），则rbe=200+101×26/ICQ，静态时UCEQ=VCCICQ(RC+RE)=6V→ICQ(RC+1k)=6V。电压增益|Av|=β(RC∥RL)/rbe≈βRC/rbe≥50（RL>>RC）。设ICQ=1mA，则RC+1k=6k→RC=5kΩ，rbe=200+101×26/1≈2826Ω，|Av|=100×5k/2826≈177≥50，符合。输入电阻Ri=RB1∥RB2∥rbe≥1kΩ，分压式偏置中VG=UBE+ICQ×RE=0.7+1×1=1.7V，取VG=2V（RB2/(RB1+RB2))×12=2V→RB2/(RB1+RB2)=1/6，设RB2=10kΩ，则RB1=50kΩ（RB1∥RB2≈8.3kΩ），Ri=8.3kΩ∥2.8kΩ≈2.1kΩ≥1kΩ，符合。输出电阻Ro=RC=5kΩ（需≤3kΩ，调整RC=3kΩ，则ICQ(RC+1k)=6V→ICQ=6V/4k=1.5mA，rbe=200+101×26/1.5≈1951Ω，|Av|=100×3k/1951≈154≥50，Ro=3kΩ≤3kΩ，符合。最终参数：RB1=50kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=1kΩ，CE=100μF（旁路电容）。2.用集成运放设计一个多级放大电路，要求：第一级为电压跟随器（输入电阻≥1MΩ），第二级为反相比例放大器（电压增益Av2=10），整体电路输入电阻≥1MΩ，输出电阻≤100Ω，电源电压±15V。画出电路图，标注各电阻参数（运放为理想器件）。答案：电路图：第一级运放同相输入端接信号源，输出端通过导线接自身反相输入端（电压跟