(2025年)华南理工大学模电试题(附答案)

(2025年)华南理工大学模电试题(附答案)一、选择题（每题3分，共15分）1.某硅二极管在25℃时正向压降为0.7V，当温度升至55℃时，其正向压降最接近（）。A.0.62VB.0.7VC.0.78VD.0.85V2.某NPN型三极管接入电路后，测得各极电位为：VB=2.3V，VE=1.6V，VC=5V。该三极管的工作状态为（）。A.截止B.放大C.饱和D.击穿3.某场效应管的输出特性曲线中，当UGS=0V时存在导电沟道，且IDS随UGS负向增大而减小。该管类型为（）。A.N沟道增强型MOS管B.P沟道增强型MOS管C.N沟道耗尽型MOS管D.P沟道耗尽型MOS管4.图1所示共射放大电路中，若将旁路电容CE断开，电路的电压放大倍数|Av|和输入电阻Ri的变化为（）。A.|Av|增大，Ri增大B.|Av|减小，Ri增大C.|Av|增大，Ri减小D.|Av|减小，Ri减小5.图2所示电路中，反馈类型为（）。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.电流并联负反馈二、填空题（每空2分，共20分）1.某二极管的伏安特性可近似为iD=IS(e^(vD/VT)-1)，其中VT=26mV。当vD=0.7V时，若IS=10^-15A，则iD≈______mA（保留两位小数）。2.某三极管的β=100，ICBO=10nA，当IB=20μA时，IC=______mA（忽略UBE的影响）。3.共集电极放大电路的电压放大倍数近似为______，主要特点是输入电阻______、输出电阻______。4.某负反馈放大电路的开环增益A=10^4，反馈系数F=0.01，则闭环增益Af=______，反馈深度为______。5.差分放大电路中，若差模输入电压为20mV，共模输入电压为10mV，输出电压为1V（差模分量）+50mV（共模分量），则共模抑制比KCMR=______dB（保留整数）。三、分析计算题（共55分）1.（15分）图3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，RL=3kΩ，三极管β=80，rbb'=100Ω，UBE=0.7V，电容C1、C2、CE足够大。（1）计算静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ；（2）画出微变等效电路；（3）计算电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。2.（20分）图4所示为双端输入-单端输出差分放大电路，已知VCC=VEE=12V，RB=1kΩ，RC=10kΩ，RE=10kΩ，三极管β=100，rbb'=200Ω，UBE=0.7V，所有电容对交流信号视为短路。（1）计算静态工作点ICQ1、ICQ2、UC1（T1集电极电位）；（2）求差模电压放大倍数Avd（输出取自UC2）；（3）求共模电压放大倍数Avc（输出取自UC2）；（4）若输入信号vI1=10mV+2mVsinωt，vI2=10mV-2mVsinωt，求输出电压vO的表达式。3.（20分）图5所示为集成运放应用电路，运放为理想器件。（1）说明A1、A2各自构成的运算电路类型；（2）推导vO1与vI1、vI2的关系式；（3）推导vO与vO1、vI3的关系式；（4）若vI1=0.5V，vI2=1V，vI3=2V，求vO的值；（5）若运放A1的同相输入端接“地”，其他条件不变，重新计算（4）中的vO值。四、设计题（10分）设计一个单级阻容耦合共射放大电路，要求满足以下指标：电压放大倍数|Av|≥80输入电阻Ri≥2kΩ输出电阻Ro≤3kΩ静态工作点UCEQ≈6V（VCC=12V）已知三极管β=100，rbb'=200Ω，UBE=0.7V，电容足够大。（1）画出电路原理图（标注主要元件符号）；（2）计算RB1、RB2、RC、RE的取值（取标称值，允许±10%误差）。答案一、选择题1.A（温度每升高1℃，硅二极管正向压降约减小2mV，30℃温差减小0.06V，0.7-0.06=0.64V，最接近0.62V）2.B（UBE=0.7V，UCE=3.4V>0.7V，处于放大区）3.C（UGS=0时有沟道，UGS负向增大IDS减小，为N沟道耗尽型）4.B（CE断开后，RE引入交流负反馈，|Av|减小，Ri因RE的交流负反馈而增大）5.A（反馈信号取自输出电压，与输入电压串联比较，为电压串联负反馈）二、填空题1.0.7V时，iD≈ISe^(0.7/0.026)=10^-15e^26.92≈10^-154.48×10^11≈0.0448mA（保留两位小数为0.04mA，实际计算时e^26.92≈4.48×10^11，故iD≈0.04mA）2.IC=βIB+ICEO=βIB+(1+β)ICBO=100×0.02mA+101×0.01μA≈2mA（ICBO可忽略）3.1（或略小于1）；高；低4.Af=A/(1+AF)=10^4/(1+100)=99.01；反馈深度=1+AF=1015.KCMR=20lg(|Ad/Av|)=20lg(1V/0.05V)=20lg20≈26dB三、分析计算题1.（1）静态分析：UBQ=(RB2/(RB1+RB2))VCC=(10/40)×12=3VUEQ=UBQ-UBE=3-0.7=2.3VIEQ=UEQ/RE=2.3V/2kΩ=1.15mA≈ICQIBQ=ICQ/β=1.15mA/80≈14.38μAUCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)=12-1.15×(3+2)=12-5.75=6.25V（2）微变等效电路：三极管用h参数模型，rbe=rbb'+(1+β)26mV/IEQ=100+(81×26)/1.15≈100+1822.6≈1922.6Ω≈1.92kΩ（3）电压放大倍数Av=-β(RC∥RL)/rbe=-80×(3∥3)/1.92=-80×1.5/1.92≈-62.5输入电阻Ri=RB1∥RB2∥rbe≈30∥10∥1.92≈1.6kΩ（注：实际计算30∥10=7.5kΩ，7.5∥1.92≈1.5kΩ）输出电阻Ro=RC=3kΩ2.（1）静态分析：RE上的电流IEE≈(VEE-UBE)/(2RE)？不，差分电路中，长尾电阻RE的电流IEE=(VEE-UBE)/RE（单电源？不，VEE=12V，负电源，故IEE=(0-(-VEE)-UBE)/RE=(12-0.7)/10kΩ≈1.13mA，每管ICQ=IEE/2≈0.565mAUC1=VCC-ICQ×RC=12-0.565×10≈6.35V（2）差模电压放大倍数Avd（单端输出）=β(RC∥RL)/(2rbe)（假设RL无穷大），rbe=rbb'+(1+β)26mV/ICQ=200+(101×26)/0.565≈200+4640≈4840Ω≈4.84kΩAvd=βRC/(2rbe)=100×10/(2×4.84)≈103.3（3）共模电压放大倍数Avc（单端输出）=-βRC/[rbe+(1+β)2RE]（因RE对共模信号等效为2RE），代入得Avc=-100×10/[4.84+101×20]≈-1000/(4.84+2020)≈-0.495（4）差模输入vd=vI1-vI2=4mVsinωt，共模输入vc=(vI1+vI2)/2=10mV输出vO=Avd×vd/2+Avc×vc（单端输出差模增益为双端的1/2？不，原Avd已考虑单端，故vO=Avd×vd+Avc×vc=103.3×4mVsinωt+(-0.495)×10mV≈0.413sinωt4.95mV3.（1）A1：反相比例运算（因Rf1接反相端）；A2：同相比例运算（信号从同相端输入）（2）A1的反相输入满足虚短虚断，vN1=vP1=0（因vP1接地），i1=(vI1-0)/R1，i2=(vI2-0)/R2，iF=(0-vO1)/Rf1，i1+i2=iF故vO1=-Rf1(vI1/R1+vI2/R2)（假设R1=R2=Rf1=10kΩ，则vO1=-(vI1+vI2)）（3）A2的同相输入vP2=vO1×R3/(R3+R4)（若R3=R4=10kΩ，则vP2=vO1/2），反相输入vN2=vO×R5/(R5+Rf2)（假设R5=Rf2=10kΩ，则vN2=vO/2），虚短得vO/2=vO1/2→vO=vO1（4）若R1=R2=Rf1=R3=R4=R5=Rf2=10kΩ，则vO1=-(0.5+1)=-1.5V，vO=vO1=-1.5V（5）A1同相端接地时，vP1=0，vN1=0，i1=vI1/R1，i2=vI2/R2，iF=(0-vO1)/Rf1，若R1=R2=Rf1=10kΩ，则vO1=(0.5/10+1/10)×10=-1.5V（与原结果相同？不，原A1是反相加法器，同相端接地不影响，故vO仍为-1.5V。若R3≠R4，需重新计算，此处假设对称，结果不变）四、设计题（1）电路原理图：VCC=12V，三极管NPN，基极分压电阻RB1、RB2，集电极电阻RC，发射极电阻RE（带旁路电容CE），输入电容C1，输出电容C2。（2）参数计算：静态UCEQ=6V=VCC-ICQ(RC+RE)→ICQ(RC+RE)=6V输入电阻Ri=RB1∥RB2∥rbe≥2kΩ，rbe=rbb'+(1+β)26mV/IEQ≈200+(101×26)/ICQ≈200+2626/ICQ（IEQ≈ICQ）电压放大倍数|Av|=β(RC∥RL)/rbe≥80（假设RL很大，RC∥RL≈RC）→βRC/rbe≥80→100RC/rbe≥80→RC≥0.8rbe输出电阻Ro=RC≤3kΩ→RC≤3kΩ，取RC=3kΩ，则rbe≤100×3/80=3.75kΩ由rbe=200+2626/ICQ≤3750→2626/ICQ≤3550→ICQ≥0.74mAUCEQ=12-ICQ(RC+RE)=6→ICQ(RC+RE)=6→RC+RE=6/ICQ≥6/0.74≈8.1kΩ，RC=3kΩ→RE≥5.1kΩ，取RE=5.1kΩ基极分压UBQ=UBE+IEQRE≈0.7+0.74×5.1≈0.7+3.77=4.47VRB1+RB2分压比：UBQ=VCC×RB2/(RB1+RB2)→RB2/(RB1+RB2)=4.47/12≈0.372输入电阻Ri=RB1∥RB2∥rbe