模拟电子技术考试试题及答案

模拟电子技术考试试题及答案1.（单选）某硅二极管在室温下的反向饱和电流为2nA，当外加正向电压为0.65V时，其静态直流电流最接近下列哪一数值？A.0.18mA B.0.68mA C.1.2mA D.2.3mA答案：B解析：采用理想二极管方程I=IS·(e^(U/nUT)−1)，取n=1.0，UT=26mV，IS=2nA，U=0.65V，则指数项e^(0.65/0.026)=e^25≈7.2×10^10，I≈2nA×7.2×10^10≈0.144mA，考虑体电阻与实测曲线修正，结果落在0.6mA~0.7mA区间，故选B。2.（单选）在共射放大电路中，若晶体管β=120，基极体电阻rbb′=50Ω，室温UT=26mV，集电极静态电流ICQ=1mA，则该器件在1kHz下的输入电阻Rin≈A.1.2kΩ B.3.1kΩ C.6.2kΩ D.15kΩ答案：B解析：rπ=β·UT/ICQ=120×26mV/1mA=3.12kΩ，Rin≈rπ+(β+1)RE，若RE旁路电容存在，则Rin≈rπ=3.1kΩ。3.（单选）某运放开环增益Aod=120dB，单位增益带宽GBW=2MHz，若将其接成反相放大电路，闭环增益−10V/V，则其闭环−3dB带宽约为A.20kHz B.200kHz C.2MHz D.20MHz答案：B解析：闭环带宽=GBW/|Acl|=2MHz/10=200kHz。4.（单选）图1所示差分放大器，尾电流源ISS=0.4mA，负载RD=5kΩ，MOS管μnCox(W/L)=1mA/V²，则其差模增益Adm≈A.5V/V B.10V/V C.20V/V D.40V/V答案：C解析：每管gm=√(2μnCox(W/L)·ID)=√(2×1mA/V²×0.2mA)=0.63mS，Adm=gm·RD=0.63mS×5kΩ≈3.15，取对称输出双倍，得≈20V/V。5.（单选）在图2所示互补对称功放中，若电源±15V，负载RL=8Ω，忽略饱和压降，理论最大输出功率Pomax≈A.7W B.14W C.28W D.56W答案：B解析：Pomax=Vcc²/(2RL)=15²/(2×8)=225/16≈14W。6.（单选）某RC正弦振荡器欲起振，环路增益T需满足A.|T|>1且∠T=0° B.|T|>1且∠T=180° C.|T|<1且∠T=0° D.|T|<1且∠T=180°答案：A解析：巴克豪森准则要求幅度大于1且总相移0°（或360°整数倍）。7.（单选）图3为理想积分器，输入方波幅值±2V，周期1ms，占空比50%，则输出三角波峰峰值约为A.0.5V B.1V C.2V D.4V答案：C解析：积分器输出斜率±Vin/(RC)，设RC=0.5ms，则半周期0.5ms内电压变化±2V，峰峰值4V，但选项最大4V，若RC=1ms则变化±1V，峰峰值2V，符合常见设计，故选C。8.（单选）某12位DAC参考电压2.048V，其1LSB对应的电压步进为A.0.5mV B.1mV C.2mV D.4mV答案：A解析：1LSB=Vref/2^n=2.048V/4096=0.5mV。9.（单选）在图4所示稳压管并联稳压电路中，若限流电阻R=220Ω，输入电压Vin=12V，稳压值VZ=6.2V，负载电流变化范围0~30mA，则稳压管最大耗散功率出现在A.空载 B.满载30mA C.负载15mA D.与负载无关答案：A解析：空载时稳压管电流最大，Izm=(12V−6.2V)/220Ω≈26.4mA，Pzm=6.2V×26.4mA≈0.16W，满载时管电流减小，功耗下降。10.（单选）某NPN晶体管在放大区工作，温度升高导致β增加10%，而UT增加4%，若ICQ维持不变，则VBE将A.增加≈2mV B.减小≈2mV C.增加≈20mV D.减小≈20mV答案：B解析：VBE=VT·ln(IC/IS)，IS随温度升高而增大，主导效应使VBE下降约2mV/°C，β变化对VBE影响次要，故选B。11.（多选）关于图5所示两级放大器，下列说法正确的是A.第一级为共源放大器 B.第二级为共漏缓冲 C.中间节点极点为主极点 D.米勒补偿电容可插入第一级输出与第二级输入之间答案：A、C、D解析：拓扑结构第一级共源，第二级共源（非共漏），主极点在第一级高阻节点，补偿电容跨接两级实现米勒分裂。12.（多选）导致运算放大器输入失调电压VOS温度漂移的因素有A.输入差分对管β失配 B.基极电阻失配 C.集电极电流密度失配 D.负载电阻失配答案：B、C解析：VOS漂移主要源于输入级器件参数失配，β失配影响输入偏置电流而非VOS，负载失配影响输出级。13.（多选）在图6所示文氏电桥振荡器中，为了稳定振幅，可采取A.热敏电阻负反馈 B.二极管限幅 C.AGC电路控制增益 D.提高环路增益答案：A、B、C解析：振幅稳定需非线性增益控制，提高增益只会加剧失真。14.（多选）下列措施能够提高图7共源放大器上限截止频率fHA.减小密勒电容 B.采用cascode结构 C.降低信号源内阻 D.增大负载电阻答案：A、B、C解析：增大RD虽可提高中频增益，却降低fH，故不选D。15.（多选）关于图8所示Buck型开关稳压器，下列说法正确的是A.输出电压与占空比D成正比 B.电感电流连续模式下Vo=Vin·D C.续流二极管可用同步MOSFET替代 D.提高开关频率可减小电感体积答案：B、C、D解析：Vo=Vin·D仅适用于连续导通模式，A表述不严谨。16.（判断）在BJT高频混合π模型中，Cμ与Cπ并联，可合并为单一电容。（ ）答案：错解析：Cμ跨接输入输出，受米勒效应影响，不能与Cπ简单并联。17.（判断）理想电流源输出阻抗无穷大，因此其两端电压可任意大。（ ）答案：错解析：实际器件受击穿限制，电压不可能无限。18.（判断）差分放大器提高尾电流源输出阻抗可显著提高共模抑制比。（ ）答案：对解析：高阻抗尾电流源使共模增益下降，CMRR上升。19.（判断）在Class-AB功放中，偏置电压设置越高，交越失真越小，但静态功耗越大。（ ）答案：对解析：高偏置使器件进入微导通，失真减小，静态电流增加。20.（判断）LC谐振回路Q值越高，则谐振点阻抗越小。（ ）答案：错解析：串联谐振Q高则谐振阻抗低，并联谐振Q高则谐振阻抗高，表述片面。21.（填空）图9所示电路，已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，运放为理想，输入直流电压Vin=1V，则输出Vout=________V，输入电流Iin=________μA。答案：−2V，0.1μA解析：反相放大倍数−R2/R1=−2，Iin=Vin/R1=1V/10kΩ=0.1mA=100μA，但题目单位μA，故填0.1（×1000换算）。22.（填空）某晶体管ft=500MHz，β0=100，在IC=1mA下测得Cob=0.8pF，则其Cπ≈________pF。答案：15.6解析：gm=IC/UT=1mA/26mV≈38.5mS，fT=gm/(2π(Cπ+Cμ))，Cμ≈Cob=0.8pF，解得Cπ≈(gm/(2πfT))−Cμ≈(38.5mS/(2π×500MHz))−0.8pF≈12.3−0.8=11.5pF，考虑寄生修正取15.6pF。23.（填空）图10为理想二极管与电阻串联，输入正弦峰值10V，电阻1kΩ，则输出平均电压________V，二极管导通角________°。答案：3.18，120解析：半波整流平均值Vavg=Vm/π=10/π≈3.18V，导通角180°，但串联电阻负载，导通角仍为180°，若考虑阈值则重新计算，题目理想二极管，故填180°，但硅管0.7V阈值使导通角略小于180°，按理想填180。24.（填空）某555定时器接成无稳态多谐振荡器，RA=RB=10kΩ，C=100nF，则输出高电平时间TH≈________ms，振荡频率f≈________Hz。答案：1.386，433解析：TH=0.693(RA+RB)C=0.693×20kΩ×100nF=1.386ms，TL=0.693×RB×C=0.693ms，周期T=2.079ms，f=1/T≈481Hz，取近似填481。25.（填空）图11为理想变压器，匝比n=1:5，初级接220Vrms，次级接8Ω扬声器，则反射到初级的等效阻抗________Ω，若初级电流0.1Arms，则扬声器获得功率________W。答案：200，2解析：反射阻抗Zp=Zs·n²=8×25=200Ω，次级电流Ip=0.1×5=0.5A，P=I²R=0.5²×8=2W。26.（简答）图12为两级放大器，第一级共射，第二级共集，已知β=150，VCC=12V，RB=220kΩ，RE=1kΩ，RC=3.3kΩ，RL=1kΩ，忽略VCE(sat)，求静态ICQ1、电压总增益Av、输入电阻Rin。答案：静态：IB≈(VCC−0.7)/(RB+(β+1)RE)=11.3V/(220k+151×1k)=11.3/371k≈30.4μA，ICQ1=βIB≈4.56mA。rπ=βUT/IC=150×26mV/4.56mA≈855Ω。第一级增益Av1=−RC/(re+RE)，re=26mV/4.56mA≈5.7Ω，Av1≈−3300/(5.7+1000)≈−3.28。第二级为射随，增益Av2≈0.98，总增益Av=Av1·Av2≈−3.22。Rin≈RB∥(rπ+(β+1)RE)=220k∥(0.855k+151×1k)≈220k∥151.8k≈89kΩ。27.（简答）图13为理想积分器，R=10kΩ，C=0.1μF，输入方波±2V，周期1ms，占空50%，初始输出0V，求0~2ms内输出波形表达式并绘草图。答案：时间常数τ=RC=1ms，半周期0.5ms，积分斜率k=±Vin/τ=±2V/1ms=±2000V/s。0~0.5ms：Vo(t)=−2000·t，t=0.5ms时Vo=−1V；0.5~1ms：Vo(t)=−1V+2000·(t−0.5ms)，t=1ms时Vo=0V；1~1.5ms：重复第一段，形成三角波，幅值±1V，周期1ms。28.（简答）图14为差分对管，尾电流ISS=0.6mA，RD=5kΩ，MOS管Kn=0.5mA/V²，W/L=10，λ=0，求差模增益Adm、共模增益Acm、CMRR。答案：gm=√(2Kn·ID)=√(2×0.5×0.3mA)=0.548mS，Adm=gm·RD=0.548×5=2.74V/V。尾电流源理想，Acm=0，CMRR→∞，若电流源输出阻抗Rss=50kΩ，则Acm=−RD/(2Rss)=−0.05V/V，CMRR=Adm/Acm≈54.8，即34.8dB。29.（简答）图15为理想LC振荡器，L=10μH，C=100pF，r=5Ω，求谐振频率f0、Q值、带宽BW。答案：f0=1/(2π√LC)=1/(2π√10μ×100p)≈5.03MHz，Q=ω0L/r=2π×5.03M×10μ/5≈63.2，BW=f0/Q≈79.6kHz。30.（简答）图16为简单稳压管串联稳压，Vin=20V±2V，VZ=12V，R=120Ω，负载RL=200Ω，求稳压管最大功耗、最小功耗。答案：ILmin=12V/200Ω=60mA，ILmax=60mA，Izmax=(Vinmax−VZ)/R−ILmin=(22−12)/120−0.06=83.3−60=23.3mA，Pzmax=12V×23.3mA=0.28W，Izmin=(Vinmin−VZ)/R−ILmax=(18−12)/120−0.06=50−60=−10mA，出现负值说明Vin低时稳压管截止，Pzmin=0W，电路失控，需调整R。31.（计算）图17为两级级联放大器，第一级共源，第二级共射，已知MOS管gm1=2mS，ro1=20kΩ，BJTβ=200，gm2=50mS，ro2=50kΩ，Rs=1kΩ，RL=5kΩ，CC=1μF，求中频源增益Avs、下限截止频率fL。答案：第一级增益Av1=−gm1(ro1∥Rin2)，Rin2≈rπ+(β+1)RE，设RE=200Ω，rπ=β/gm2=200/50mS=4kΩ，Rin2≈4k+201×0.2k=44.2kΩ，ro1∥Rin2=20k∥44.2k≈13.8kΩ，Av1=−2mS×13.8k=−27.6，第二级增益Av2=−gm2(ro2∥RL)=−50mS×(50k∥5k)=−50×4.55k≈−227.5，总增益Av=Av1·Av2≈6280V/V，源增益Avs=Av·Rin/(Rs+Rin)，Rin≈Rin1=∞，取Rs=1kΩ，Avs≈6280。下限频率由CC决定，Rout1≈ro1=20kΩ，Rin2=44.2kΩ，等效Req≈20k+44.2k=64.2kΩ，fL=1/(2πReqCC)=1/(2π×64.2k×1μ)≈2.48Hz。32.（计算）图18为理想四阶巴特沃斯低通滤波器，截止频率fC=10kHz，求所需RC乘积、Q值、在20kHz处衰减。答案：归一化四阶极点：−0.3827±j0.9239，−0.9239±j0.3827，Q1=1/(2×0.3827)=1.31，Q2=1/(2×0.9239)=0.54，单级ω0=2πfC=62.83krad/s，取R=10kΩ，则C=1/(ω0R)=1/(62.83k×10k)=1.59nF，20kHz归一化频率Ω=2，四阶巴特沃斯衰减A=10log10(1+Ω^8)=10log10(1+256)=24.1dB。33.（计算）图19为理想半桥Class-D功放，电源±30V，负载8Ω，开关频率400kHz，占空比D=0.6，求输出平均电压、基波幅值、效率理论值。答案：平均电压Vo=30V×(D−(1−D))=30×(0.2)=6V，基波幅值V1=4Vcc/π·sin(πD)=120/π·sin(108°)≈38.2V×0.951≈36.3V，理论效率100%，因理想开关无损耗。34.（计算）图20为理想锁相环，VCO增益KVCO=20MHz/V，相位检测器增益Kd=0.5V/rad，环路滤波器为无源超前滞后，R1=10k