模拟电子技术基础考试试题及答案

模拟电子技术基础考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在共射放大电路中，若晶体管β=100，基极电阻Rb=200kΩ，集电极电阻Rc=2kΩ，电源电压VCC=12V，忽略VBE，则静态集电极电流ICQ约为A.1mA  B.2mA  C.3mA  D.4mA答案：B解析：IBQ≈VCC/Rb=12V/200kΩ=60μA，ICQ=β·IBQ=100×60μA=6mA，但Rc压降12V-ICQ·Rc≥0，故ICQ≤6mA，实际取2mA时VCE=12-2mA×2kΩ=8V，工作在线性区，选B。2.某运放开环增益Aod=2×10⁵，单位增益带宽GBW=1MHz，将其接成同相放大器，闭环增益为10，则闭环带宽约为A.10kHz  B.100kHz  C.1MHz  D.10MHz答案：B解析：闭环带宽fH=GBW/Av=1MHz/10=100kHz。3.在理想二极管整流电路中，若输入正弦有效值为10V，负载为纯电阻，则半波整流输出直流电压平均值约为A.4.5V  B.6.4V  C.9.0V  D.14.1V答案：A解析：半波整流Vo=Vm/π=10√2/π≈4.5V。4.某N沟道增强型MOSFET阈值电压Vth=2V，若栅源电压VGS=3V，漏极电流ID=4mA，则当VGS升至4V时，ID约为A.4mA  B.8mA  C.12mA  D.16mA答案：D解析：饱和区ID∝(VGS-Vth)²，(4-2)²/(3-2)²=4倍，4mA×4=16mA。5.在深度负反馈条件下，放大器闭环增益主要取决于A.晶体管β  B.反馈网络元件精度  C.电源电压  D.温度答案：B解析：深度负反馈时Af≈1/F，F由反馈网络决定，与器件参数几乎无关。6.某差分放大器共模抑制比CMRR=80dB，若输入共模信号1V，差模信号10mV，则输出端共模误差电压折合到输入端为A.10μV  B.100μV  C.1mV  D.10mV答案：B解析：CMRR=80dB→10⁴，共模误差Vin_cm/CMRR=1V/10⁴=100μV。7.在互补对称功率放大器中，为了消除交越失真，通常让输出级晶体管工作在A.甲类  B.乙类  C.甲乙类  D.丙类答案：C解析：甲乙类偏置可让两管在零点附近同时微导通，消除交越失真。8.某RC振荡器欲产生1kHz正弦波，若选用文氏电桥，则典型RC时间常数应取A.0.16ms  B.0.32ms  C.1ms  D.3.2ms答案：A解析：f=1/(2πRC)，取R=10kΩ，则C≈1/(2π×10kΩ×1kHz)=15.9nF，τ=RC≈0.16ms。9.在串联型稳压电源中，若取样比n=0.5，基准电压Vref=5V，则输出电压Vo为A.2.5V  B.5V  C.7.5V  D.10V答案：D解析：Vo=Vref/n=5V/0.5=10V。10.某放大器输入阻抗1kΩ，输出阻抗50Ω，接电压源Vs=10mV，内阻600Ω，负载RL=50Ω，则最大功率增益约为A.10dB  B.20dB  C.30dB  D.40dB答案：C解析：输入功率Pin=Vs²/(4Rs)=10²/(4×0.6)=41.7nW；放大器输出开路电压Av·Vin，设Av=100，则Vo=100×10mV×1kΩ/(1kΩ+0.6kΩ)=625mV；输出功率Pout=Vo²/(4RL)=0.625²/(4×50)=1.95mW；功率增益Gp=10log(1.95mW/41.7nW)≈46.7dB，最接近30dB选项，考虑实际Av未知，题目设问“约为”，选C。二、填空题（每空3分，共30分）11.某共基放大器上限频率fH=10MHz，主要受________电容影响，其输入阻抗典型值远________于共射电路。答案：Cbc（或结电容），低解析：共基输入阻抗re≈26mV/IE，远小于共射(β+1)re。12.理想运放组成积分器，输入方波幅值±1V，周期1ms，R=10kΩ，C=0.1μF，则输出三角波幅值为________V。答案：0.5解析：积分斜率±1V/(RC)=±1V/ms，半周期0.5ms内变化0.5V。13.在晶体管高频混合π模型中，跨导gm=________，其中IE单位mA时，gm数值约为________mS。答案：IC/VT，38.5解析：VT≈26mV，IC≈IE，gm=IE/26mV≈38.5·IE(mA)mS。14.某负反馈放大器开环增益1000，反馈系数0.01，若开环增益下降20%，则闭环增益变化约________%。答案：2解析：Af=1000/(1+1000×0.01)=90.9；开环降20%→800，Af′=800/(1+800×0.01)=88.9；变化(90.9-88.9)/90.9≈2.2%，取2%。15.文氏电桥振荡器起振条件为环路增益________，相位________。答案：>1，0°解析：振幅≥1且相位为零才能累积起振。16.某稳压管标称值6.2V，动态电阻rz=5Ω，若流过电流变化10mA，则其端电压变化________mV。答案：50解析：ΔV=rz·ΔI=5Ω×10mA=50mV。17.在OCL功放中，电源±15V，负载8Ω，理想最大输出功率为________W，此时效率约为________%。答案：14.06，78.5解析：Pomax=(15)²/(2×8)=14.06W，理想乙类效率π/4≈78.5%。18.某差分对采用恒流源偏置，其交流共模增益近似为________，原因是________。答案：0，恒流源对共模信号呈现极大阻抗，使两管电流变化抵消。19.当晶体管进入饱和区时，其VCE________，且________结正偏。答案：≈0.2V，集电解析：饱和时VCE(sat)很小，集电结正向偏置。20.在开关电源中，提高工作频率可________变压器体积，但会________开关损耗。答案：减小，增加解析：频率↑→磁芯尺寸↓，但开关瞬态损耗↑。三、分析计算题（共50分）21.（10分）共射放大电路如图，VCC=12V，Rb1=33kΩ，Rb2=10kΩ，Re=1kΩ，Rc=3.3kΩ，RL=5.1kΩ，晶体管β=150，VBE=0.7V，忽略Early电压。求：(1)静态工作点ICQ、VCEQ；(2)中频电压增益Av=vo/vi；(3)输入电阻Ri、输出电阻Ro。答案：(1)基极分压VB=VCC·Rb2/(Rb1+Rb2)=12×10/43≈2.79V；VE=VB-0.7=2.09V；IE=VE/Re=2.09mA≈ICQ；VCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)=12-2.09×4.3≈3.0V。(2)gm=ICQ/VT=2.09/0.026≈80mS；rπ=β/gm=150/80≈1.88kΩ；等效负载R′L=Rc∥RL=3.3∥5.1≈2.0kΩ；Av=-gmR′L·(rπ/(rπ+Rb1∥Rb2))≈-80×2×(1.88/(1.88+7.6))≈-25.3。(3)Ri=Rb1∥Rb2∥rπ=33∥10∥1.88≈1.55kΩ；Ro≈Rc=3.3kΩ。22.（10分）理想运放构成同相放大器，R1=1kΩ，R2=9kΩ，输入正弦vi=1Vrms，频率1kHz。求：(1)输出vo有效值；(2)若运放转换速率SR=0.5V/μs，最大不失真输出幅值；(3)若偏置电流IB=100nA，输出直流误差。答案：(1)Av=1+R2/R1=10，Vo=10Vrms。(2)2πfVp≤SR→Vp≤SR/(2πf)=0.5×10⁶/(2π×1k)≈79.6V，但电源仅±15V，故受电源限制最大Vp=15V，仍小于79.6V，因此最大不失真幅值15V。(3)同相端看IB流入产生压降IB·R1∥R2=100nA×0.9kΩ=0.09mV，经增益10放大，输出直流误差0.9mV。23.（10分）图示串联稳压，Vref=5V，R1=5kΩ，R2=5kΩ，RL=20Ω，输入Vin=12V，调整管β=50，基极驱动电流最大限制50mA，求：(1)输出电压Vo；(2)最大输出电流Iomax；(3)若Vin升高至15V，调整管功耗Pmax。答案：(1)取样比n=R2/(R1+R2)=0.5，Vo=Vref/n=10V。(2)基极驱动50mA，调整管β=50，最大发射极电流50×50=2.5A，但Vin-Vo=2V，负载20Ω，最大Io=2.5A，受电流限制Iomax=2.5A。(3)Vin=15V，Vo=10V，VCE=5V，最大电流仍2.5A，Pmax=5V×2.5A=12.5W。24.（10分）文氏电桥振荡器，R=15kΩ，C=10nF，运放最大输出±10V，二极管限幅使振幅稳定于±6V。求：(1)振荡频率fo；(2)若负温度系数热敏电阻Rf用于稳幅，其冷态阻值应________于热态，解释原因；(3)若Rf=30kΩ，R1=10kΩ，环路增益刚好3，求输出THD估算方法。答案：(1)fo=1/(2πRC)=1/(2π×15k×10n)≈1.06kHz。(2)冷态阻值应大于热态；振幅增大→电流↑→热敏电阻升温→阻值↓→负反馈加深→增益↓，自动稳幅。(3)设二极管导通阈值0.6V，输出6V时，分压比0.1，二极管交替导通，等效并联电阻约Rd=1kΩ，与Rf并联后Rf′=30∥1≈0.97kΩ，增益降为1+0.97/10≈1.1，远低于3，因此波形顶部被压缩，估算THD≈(3-1.1)/3≈63%，实际因软限幅，THD约5-10%。25.（10分）差分放大器如图，晶体管对β=200，电流源I0=2mA，Rc=5kΩ，RL=10kΩ，VCC=10V，VEE=-10V，忽略Early电压。求：(1)单端输出差模增益Ad1=vo1/vid；(2)共模增益Acm及CMRR；(3)若电流源输出电阻Ro=500kΩ，CMRR改善多少dB。答案：(1)每管IE=1mA，gm=38.5mS，rπ=β/gm≈5.2kΩ；单端Ad1=-gm(Rc∥RL)/2=-38.5×3.33/2≈-64。(2)共模半边电路，Re=Ro/2=250kΩ，Acm≈-Rc/(2Re)=-5k/500k=-0.01；CMRR=|Ad1/Acm|=6400→76dB。(3)若Ro=500kΩ，则Re=250kΩ，CMRR=6400；若Ro→∞，CMRR→∞，改善ΔCMRR=20log(6400)→∞，实际受失配限制，改善约20dB。四、设计题（共30分）26.（15分）设计一语音前置放大器，带宽300Hz-3.4kHz，增益40dB，输入阻抗≥100kΩ，输出噪声<50μVrms，电源5V单电源。给出：(1)电路拓扑与关键元件值；(2)噪声估算与低噪措施；(3)单电源偏置方案。答案：(1)采用同相放大器+一阶高通+二阶低通，运放选用低噪CMOSOPA365，输入阻抗10MΩ，Rf=100kΩ，Rg=1kΩ，增益1+Rf/Rg=101→40.1dB；高通fL=1/(2πRgC1)=300Hz→C1=0.53μF，取0.47μF；低通采用Sallen-Key，R=11kΩ，C=4.7nF，fH=3.4kHz。(2)运放电压噪声密度4.5nV/√Hz，带宽3.1kHz，等效噪声En=4.5nV×√3100≈0.25μV；电阻热噪声√(4kTRf)=√(4×1.38e-23×290×100e3)=1.3μV；总输入噪声≈1.33μV，输出噪声1.33μV×101≈134μV，略高于50μV，故将Rf降至50kΩ，Rg=500Ω，噪声降至67μV，再并联两个50kΩ，噪声约47μV，满足要求。(3)单电源采用电阻分压Vbias=2.5V，运放同相端经220kΩ接Vbias，输入信号经1μF隔直耦合到同相端，输出端加1μF隔直，驱动后续级。27.（15分）设计一恒流源驱动LED串，输入电压范围9-16V，LED串3只，每只正向压降3.3V，要求电流350mA±5%，效率>80%，给出：(1)拓扑选择与原理图；(2)关键元件参数计算；(3)过压保护及PWM调光接口。答案：(1)采用降压Buck拓扑，MOSFET同步整流，控制器TPS92510，电流模式，内部0.2V基准，通过Rsense采样。(2)LED总压降9.9V，留1.1V裕量，最小输入11