2025年大学模电试题及答案

2025年大学模电试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.某PN结在温度为25℃时反向饱和电流为10nA，当温度升高至55℃时，反向饱和电流约为（）。A.20nAB.40nAC.80nAD.160nA2.增强型PMOS管工作在恒流区的条件是（）。A.uGS≤UGS(th)且uDS≤uGS-UGS(th)B.uGS≥UGS(th)且uDS≥uGS-UGS(th)C.uGS≥UGS(th)且uDS≤uGS-UGS(th)D.uGS≤UGS(th)且uDS≥uGS-UGS(th)3.某共射放大电路中，若输入正弦信号时，输出电压出现顶部失真，且增大基极偏置电流后失真消失，说明原失真是（）。A.饱和失真B.截止失真C.交越失真D.频率失真4.集成运放内部电路采用直接耦合方式的主要原因是（）。A.便于制作大电容B.降低功耗C.抑制温漂D.便于集成5.反馈放大电路中，若希望稳定输出电压并提高输入电阻，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6.某放大电路的通频带为20Hz~20kHz，当输入信号为10Hz的正弦波时，输出信号会出现（）。A.幅度失真B.相位失真C.交越失真D.饱和失真7.OTL功率放大电路中，输出电容C的主要作用是（）。A.隔直B.耦合交流信号C.提供负电源D.存储电荷维持输出中点电位8.欲设计一个电压放大倍数为-100、输入电阻大于10kΩ的反相比例运算电路，应选用（）。A.基本反相比例电路B.T型网络反相比例电路C.同相比例电路D.差分比例电路9.文氏桥振荡电路中，RC串并联网络的作用是（）。A.选频和正反馈B.选频和负反馈C.稳幅和正反馈D.稳幅和负反馈10.串联型线性稳压电路中，调整管工作在（）。A.截止区B.放大区C.饱和区D.击穿区二、填空题（每空1分，共15分）1.半导体三极管工作在放大区时，发射结需______偏置，集电结需______偏置。2.场效应管属于______控制器件，三极管属于______控制器件。3.共集电极放大电路的特点是电压增益______1，输入电阻______，输出电阻______。4.放大电路中引入负反馈后，通频带会______（展宽/变窄），非线性失真会______（增大/减小）。5.差分放大电路抑制共模信号的能力用______来衡量，其值越大，抑制能力越______。6.集成运放的两个重要特性是______和______（理想情况下）。7.正弦波振荡电路的起振条件是______和______。三、分析题（共25分）1.（10分）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，β=50，UBE=0.7V，电容C1、C2、CE均足够大。（1）画出直流通路，计算静态工作点Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；（2）画出交流小信号等效电路（使用h参数模型），计算电压增益Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro。2.（15分）图2所示为集成运放构成的电路，已知运放为理想器件。（1）判断电路中存在的反馈类型（级间反馈）；（2）推导输出电压uO与输入电压uI1、uI2的关系式；（3）若uI1=0.5V，uI2=1V，计算uO的值；（4）若运放的最大输出电压为±12V，当uI1=2V时，uI2的取值范围是多少？四、计算题（共30分）1.（10分）某乙类互补对称功率放大电路（OCL）如图3所示，VCC=±15V，RL=8Ω，输入正弦信号足够大。（1）计算最大输出功率Pom；（2）计算每个功放管的最大管耗PTmax；（3）计算此时的效率η。2.（10分）图4所示为一阶低通有源滤波电路，已知R1=10kΩ，Rf=20kΩ，C=0.1μF，运放为理想器件。（1）求通带电压增益Auf；（2）求截止频率fc；（3）写出电压传输函数的表达式（以s为变量）。3.（10分）图5所示为串联型稳压电路，已知稳压管VS的稳定电压UZ=6V，R1=2kΩ，R2=1kΩ，R3=1kΩ，调整管T的发射结电压UBE=0.7V。（1）计算输出电压UO的可调范围；（2）若负载电流IL=500mA，调整管T的最大功耗PTmax（忽略其他元件功耗）。五、设计题（共10分）设计一个单管共射放大电路，要求：电压增益|Au|≥80，输入电阻Ri≥3kΩ，输出电阻Ro≈3kΩ，静态工作点UCEQ≈6V，电源电压VCC=12V，三极管β=100，UBE=0.7V。要求画出电路原理图，标注各元件参数（电阻、电容值），并简要说明设计步骤。答案：一、选择题1.C（温度每升高10℃，反向饱和电流约加倍，30℃温差，10nA×2³=80nA）2.D（PMOS增强型管开启电压UGS(th)为负，恒流区需uGS≤UGS(th)且uDS≥uGS-UGS(th)）3.B（顶部失真为截止失真，增大IBQ后Q点上移，避免截止）4.D（集成工艺难制大电容，直接耦合便于集成）5.A（电压负反馈稳定输出电压，串联负反馈提高输入电阻）6.B（输入信号频率低于下限截止频率，产生相位失真）7.D（OTL电路无负电源，C存储电荷维持输出中点电位为VCC/2）8.B（T型网络可在小电阻下实现高增益，满足输入电阻要求）9.A（RC串并联网络在f0=1/(2πRC)时反馈系数最大且相移为0，起选频和正反馈作用）10.B（调整管需根据输出电压变化调整压降，工作在放大区）二、填空题1.正向；反向2.电压；电流3.约等于（或接近）；高；低4.展宽；减小5.共模抑制比（CMRR）；强6.虚短（u+=u-）；虚断（i+=i-=0）7.幅值条件|AF|>1；相位条件φA+φF=2nπ（n为整数）三、分析题1.（1）直流通路中，基极分压UBQ=VCC×RB2/(RB1+RB2)=12×10/(30+10)=3V；IBQ=(UBQ-UBE)/((RB1//RB2)+(1+β)RE)≈(3-0.7)/(7.5kΩ+51×2kΩ)=2.3/(7.5+102)=2.3/109.5≈21μA；ICQ=βIBQ=50×21μA≈1.05mA；UCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)=12-1.05×(3+2)=12-5.25=6.75V。（2）交流小信号等效电路中，rbe=200Ω+(1+β)×26mV/ICQ≈200+51×26/1.05≈200+1263≈1463Ω≈1.46kΩ；Au=-βRC/(rbe)=-50×3/1.46≈-102.7；Ri=RB1//RB2//rbe≈30//10//1.46≈1.3kΩ（注：实际计算中RB1//RB2=7.5kΩ，7.5//1.46≈1.2kΩ）；Ro=RC=3kΩ。2.（1）反馈网络为Rf，从输出端引至运放反相输入端，为电压并联负反馈（输出电压取样，并联方式）。（2）运放虚短u+=u-=0（同相端接地），虚断i+=i-=0；对节点N，iI1+iI2=iF，即(uI1-0)/R1+(uI2-0)/R2=(0-uO)/Rf；整理得uO=-Rf(uI1/R1+uI2/R2)（假设R1=R2=Rf=R，则uO=-(uI1+uI2)，具体阻值需看题目给定，此处按通用式）。（3）若R1=R2=Rf=10kΩ（假设），则uO=-(0.5+1)=-1.5V。（4）当uI1=2V时，uO=-Rf(2/R1+uI2/R2)；运放输出不超过±12V，故：-12≤-Rf(2/R1+uI2/R2)≤12；若R1=R2=Rf，则-12≤-(2+uI2)≤12→-12≤-2-uI2≤12→两边乘-1变号：12≥2+uI2≥-12→10≥uI2≥-14V。四、计算题1.（1）最大输出电压幅值Uom≈VCC=15V（忽略管压降），Pom=Uom²/(2RL)=15²/(2×8)=225/16≈14.06W。（2）单个管的最大管耗PTmax≈0.2Pom=0.2×14.06≈2.81W。（3）效率η=(π/4)×(Uom/VCC)≈(π/4)×(15/15)=π/4≈78.5%（当Uom=VCC时）。2.（1）通带电压增益Auf=1+Rf/R1=1+20/10=3。（2）截止频率fc=1/(2πR1C)=1/(2×3.14×10kΩ×0.1μF)=1/(6.28×10⁻³)≈159Hz。（3）电压传输函数A(s)=Auf/(1+s/(2πfc))=3/(1+s/(2π×159))=3/(1+s/(1000))（近似fc=159Hz≈160Hz，2πfc≈1000rad/s）。3.（1）输出电压UO=(UZ+UBE)(R1+R2+R3)/(R2’+R3)，其中R2’为R2滑动端以下部分。当滑动端在最下端时，R2’=0，UO=(6+0.7)(2+1+1)/(0+1)=6.7×4/1=26.8V（错误，正确公式应为UO=(UZ+UBE)(R1+R2+R3)/(R3+R2下)，实际串联型稳压电路中，取样电阻分压点电压为UZ+UBE，即：UZ+UBE=UO×(R3+R2下)/(R1+R2+R3)→UO=(UZ+UBE)(R1+R2+R3)/(R3+R2下)。当R2下=0（滑动端最下），UO=(6+0.7)(2+1+1)/(1+0)=6.7×4/1=26.8V（超出电源电压，不合理，可能题目中VCC应高于此值，假设VCC足够大）；当R2下=R2=1kΩ（滑动端最上），UO=(6.7)(4)/(1+1)=6.7×2=13.4V；故UO可调范围约13.4V~26.8V（需根据实际电路修正，正确公式应为UO=(UZ+UBE)(R1+R2+R3)/(R3+R2’)，R2’∈[0,R2]）。（2）调整管功耗PT=UCE×IC，UCE=VCC-UO（假设VCC=30V），IC≈IL=500mA；当UO最小时（26.8V），UCE=30-26.8=3.2V，PT=3.2×0.5=1.6W；当UO最大时（假设VCC=30V，UO=13.4V），UCE=30-13.4=16.6V，PT=16.6×0.5=8.3W，故PTmax≈8.3W（需根据VCC实际值调整）。五、设计题电路原理图：采用分压式偏置共射放大电路，包含RB1、RB2、RC、RE、C1、C2、CE（CE旁路RE交流）。设计步骤：1.确定静态工作点：ICQ≈(VCC-UCEQ)/RC（UCEQ=6V，VCC=12V，故RC=(12-6)/ICQ=6/ICQ）；2.输入电阻Ri=RB1//RB2//rbe≥3kΩ，rbe=200+(1+β)×26mV/ICQ≈200+101×26/ICQ（ICQ单位mA）；3.电压增益|Au|=βRC/rbe≥80，代入RC=6/ICQ，得β×(6/ICQ)/rbe≥80；4.假设ICQ=1mA，则rbe≈200+101×26/1≈2826Ω≈2.83kΩ；RC=6/1=6kΩ；Au=100×6/2.83≈212≥80，满足；5.基极分压UBQ=UBE+ICQ×RE（RE一般取1kΩ左右），设RE=1kΩ，则UBQ=0.7+1×1=1.7V；6.RB1//RB2≈(1+