2025年《模拟电路基础》期末考试试卷附答案

2025年《模拟电路基础》期末考试试卷附答案一、选择题（每题3分，共30分）1.半导体二极管的主要特点是具有（）A.电流放大作用B.单向导电性C.电压放大作用D.负阻特性答案：B解析：半导体二极管由P型半导体和N型半导体组成，当外加正向电压时，二极管导通；外加反向电压时，二极管截止，呈现单向导电性。而电流放大作用是三极管的特性，电压放大作用通常是由三极管等构成的放大电路实现，负阻特性一般不是二极管的主要特点。2.在共射极放大电路中，输入电压与输出电压的相位关系是（）A.同相B.反相C.相差90°D.不确定答案：B解析：在共射极放大电路中，输入信号加在基极和发射极之间，输出信号从集电极和发射极之间取出。由于集电极电流受基极电流控制，当输入电压增大时，基极电流增大，集电极电流也增大，而集电极电阻上的电压降增大，导致集电极电位下降，即输出电压减小。所以输入电压与输出电压相位相反。3.场效应管是一种（）控制型器件。A.电压B.电流C.功率D.频率答案：A解析：场效应管是通过栅源电压来控制漏极电流的，栅极基本不取用电流，是电压控制型器件。而三极管是电流控制型器件，通过基极电流控制集电极电流。4.集成运放的输入级采用差分放大电路的主要目的是（）A.提高电压放大倍数B.增大输入电阻C.抑制零点漂移D.降低输出电阻答案：C解析：零点漂移是指在输入信号为零的情况下，输出电压会出现缓慢的、无规则的变化。差分放大电路对共模信号有很强的抑制能力，而零点漂移可以看作是一种共模信号。输入级采用差分放大电路能有效抑制零点漂移，保证集成运放工作的稳定性。提高电压放大倍数、增大输入电阻和降低输出电阻不是采用差分放大电路的主要目的。5.若要稳定放大电路的输出电流，应引入（）负反馈。A.电压B.电流C.串联D.并联答案：B解析：根据负反馈对放大电路性能的影响，电压负反馈能稳定输出电压，电流负反馈能稳定输出电流。串联和并联反馈主要影响输入电阻，与输出电流的稳定性无关。6.当信号频率等于放大电路的$f_{L}$或$f_{H}$时，放大倍数的值约下降到中频时的（）A.0.5倍B.0.707倍C.0.9倍D.1倍答案：B解析：在放大电路的频率特性中，当信号频率等于下限截止频率$f_{L}$或上限截止频率$f_{H}$时，放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍，即下降了3dB。7.整流电路的作用是（）A.将交流电压变换为直流电压B.将直流电压变换为交流电压C.将高频信号变换为低频信号D.将低频信号变换为高频信号答案：A解析：整流电路利用二极管的单向导电性，把交流电变换成直流电。将直流电压变换为交流电压是逆变电路的作用，将高频信号变换为低频信号和将低频信号变换为高频信号分别是混频和倍频等电路的功能。8.功率放大电路的主要作用是（）A.放大电压B.放大电流C.放大功率D.放大频率答案：C解析：功率放大电路的主要任务是向负载提供足够大的功率，它不仅要放大电压，还要放大电流，最终实现功率的放大。放大电压是电压放大电路的主要功能，放大频率一般不是功率放大电路的作用。9.某放大电路在负载开路时的输出电压为4V，接入12kΩ的负载电阻后，输出电压降为3V，该放大电路的输出电阻为（）A.2kΩB.3kΩC.4kΩD.5kΩ答案：C解析：根据放大电路输出电阻的计算公式$R_{o}=\left(\frac{U_{oc}}{U_{L}}1\right)R_{L}$，其中$U_{oc}$是负载开路时的输出电压，$U_{L}$是接入负载后的输出电压，$R_{L}$是负载电阻。代入数据可得$R_{o}=\left(\frac{4}{3}1\right)\times12=4k\Omega$。10.石英晶体振荡器的主要优点是（）A.容易起振B.振幅稳定C.频率稳定度高D.输出波形好答案：C解析：石英晶体具有极高的品质因数和非常稳定的物理化学性能，其振荡频率受外界因素（如温度、电源电压等）的影响极小，所以石英晶体振荡器的主要优点是频率稳定度高。容易起振、振幅稳定和输出波形好不是石英晶体振荡器最突出的优点。二、填空题（每题2分，共20分）1.本征半导体中，自由电子浓度______空穴浓度。答案：等于解析：本征半导体是完全纯净的、具有晶体结构的半导体。在本征半导体中，由于热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的，所以自由电子浓度等于空穴浓度。2.三极管工作在放大区时，发射结______，集电结______。答案：正偏；反偏解析：三极管要实现电流放大作用，必须满足发射结正偏、集电结反偏的条件。发射结正偏使得发射区的多数载流子能够顺利注入基区，集电结反偏则保证集电区能够收集从发射区扩散过来的载流子。3.放大电路的静态工作点是指输入信号为______时，三极管的______、______和______的值。答案：零；$I_{BQ}$；$I_{CQ}$；$U_{CEQ}$解析：静态工作点是放大电路在没有输入信号（即输入信号为零）时，三极管的基极电流$I_{BQ}$、集电极电流$I_{CQ}$和集射极电压$U_{CEQ}$的值。静态工作点的设置是否合适直接影响放大电路的性能。4.负反馈放大电路的闭环放大倍数$A_{f}=\frac{A}{1+AF}$，其中$A$是______，$F$是______。答案：开环放大倍数；反馈系数解析：在负反馈放大电路中，$A$表示基本放大电路的放大倍数，即没有引入反馈时的放大倍数，称为开环放大倍数；$F$表示反馈信号与输出信号的比值，称为反馈系数。5.集成运放的两个输入端分别称为______输入端和______输入端，前者输入信号与输出信号______，后者输入信号与输出信号______。答案：同相；反相；同相；反相解析：集成运放有同相输入端和反相输入端。当信号从同相输入端输入时，输出信号与输入信号相位相同；当信号从反相输入端输入时，输出信号与输入信号相位相反。6.滤波电路的作用是______。答案：滤除整流输出电压中的交流成分，得到比较平滑的直流电压解析：整流电路输出的直流电压中含有较大的交流成分，滤波电路利用电容、电感等元件的特性，对交流成分进行抑制，使输出电压更加平滑，接近理想的直流电压。7.互补对称功率放大电路采用______供电方式时，称为OTL电路；采用______供电方式时，称为OCL电路。答案：单电源；双电源解析：OTL（OutputTransformerLess）电路采用单电源供电，需要在输出端加一个大电容来实现隔直和耦合；OCL（OutputCapacitorLess）电路采用双电源供电，不需要输出电容，能更好地改善低频特性。8.正弦波振荡电路由______、______、______和______四部分组成。答案：放大电路；反馈网络；选频网络；稳幅环节解析：放大电路用于对信号进行放大；反馈网络将输出信号的一部分反馈到输入端，形成正反馈；选频网络用于选出特定频率的信号，使电路产生单一频率的振荡；稳幅环节用于稳定振荡的幅度，保证振荡电路正常工作。9.场效应管按结构可分为______和______两大类。答案：结型场效应管；绝缘栅型场效应管解析：这是场效应管的两种基本结构类型。结型场效应管利用PN结的反向偏置来控制导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流；绝缘栅型场效应管通过栅源电压产生的电场来控制导电沟道的形成和大小。10.差分放大电路的差模电压放大倍数$A_{d}$与______有关，共模电压放大倍数$A_{c}$与______有关。答案：差模信号；共模信号解析：差模电压放大倍数$A_{d}$是衡量差分放大电路对差模信号放大能力的指标，它只与差模信号的输入和放大电路本身的参数有关；共模电压放大倍数$A_{c}$是衡量差分放大电路对共模信号放大能力的指标，它与共模信号的输入以及电路对共模信号的抑制能力有关。三、判断题（每题2分，共10分）1.二极管的正向电阻越小，反向电阻越大，性能越好。（）答案：√解析：二极管正向电阻小，意味着在正向导通时管压降小，损耗小；反向电阻大，说明在反向偏置时反向电流小，接近理想的截止状态。所以正向电阻越小，反向电阻越大，二极管的单向导电性越好，性能也就越好。2.三极管的电流放大倍数β值越大，其性能就越好。（）答案：×解析：虽然β值大表示三极管的电流放大能力强，但β值过大，三极管的稳定性会变差，容易受到温度等因素的影响而产生较大的零点漂移。而且在某些应用中，过大的β值可能会导致电路的性能不稳定。所以不能单纯地认为β值越大，三极管性能就越好。3.引入负反馈会使放大电路的放大倍数下降，因此负反馈是有害的。（）答案：×解析：引入负反馈确实会使放大电路的闭环放大倍数下降，但负反馈能改善放大电路的许多性能，如提高放大倍数的稳定性、扩展通频带、改变输入输出电阻、减小非线性失真等。这些优点在实际应用中非常重要，所以负反馈并不是有害的，而是一种提高放大电路性能的重要手段。4.只要满足正弦波振荡的相位平衡条件，电路就一定能振荡。（）答案：×解析：正弦波振荡电路要产生稳定的振荡，必须同时满足相位平衡条件和幅值平衡条件。相位平衡条件保证反馈信号与输入信号同相，形成正反馈；幅值平衡条件保证反馈信号的幅值足够大，能够维持振荡。只满足相位平衡条件，而不满足幅值平衡条件，电路无法产生持续的振荡。5.功率放大电路的效率是指输出功率与输入功率之比。（）答案：√解析：功率放大电路的效率定义为输出功率与电源提供的总功率之比，也就是输出功率与输入功率之比。效率是衡量功率放大电路性能的一个重要指标，效率越高，说明电路在将电源功率转换为输出功率的过程中损耗越小。四、简答题（每题5分，共10分）1.简述放大电路中引入负反馈的作用。答案：（1）提高放大倍数的稳定性：负反馈可以减小由于温度、电源电压、元件参数变化等因素引起的放大倍数的波动，使放大倍数更加稳定。（2）扩展通频带：通过负反馈可以改善放大电路的频率响应，使放大电路在更宽的频率范围内具有较为稳定的放大倍数。（3）改变输入输出电阻：串联负反馈可以增大输入电阻，并联负反馈可以减小输入电阻；电压负反馈可以减小输出电阻，提高输出电压的稳定性，电流负反馈可以增大输出电阻，稳定输出电流。（4）减小非线性失真：负反馈可以将输出信号中的失真成分反馈到输入端，与输入信号进行比较，从而使放大电路对失真信号进行调整，减小输出信号的非线性失真。2.简述整流、滤波和稳压电路的作用。答案：（1）整流电路的作用是将交流电变换为直流电。利用二极管的单向导电性，把正弦交流电变成单向脉动的直流电。（2）滤波电路的作用是滤除整流输出电压中的交流成分，得到比较平滑的直流电压。通常采用电容、电感等元件组成滤波电路，使输出电压的纹波系数减小。（3）稳压电路的作用是在电网电压波动或负载电流变化时，保持输出直流电压的稳定。它可以补偿由于电源电压波动和负载变化引起的输出电压变化，为负载提供稳定的直流电压。五、计算题（每题10分，共30分）1.如图所示的共射极放大电路，已知$V_{CC}=12V$，$R_{b}=300k\Omega$，$R_{c}=3k\Omega$，$\beta=50$，$r_{be}=1k\Omega$，$R_{L}=3k\Omega$。（1）求静态工作点$I_{BQ}$、$I_{CQ}$和$U_{CEQ}$。（2）计算电压放大倍数$A_{u}$、输入电阻$R_{i}$和输出电阻$R_{o}$。解：（1）求静态工作点：首先求$I_{BQ}$：根据$V_{CC}=I_{BQ}R_{b}+U_{BEQ}$，在硅管中$U_{BEQ}\approx0.7V$，则$I_{BQ}=\frac{V_{CC}U_{BEQ}}{R_{b}}=\frac{120.7}{300\times10^{3}}\approx0.038mA$。然后求$I_{CQ}$：由$I_{CQ}=\betaI_{BQ}$，可得$I_{CQ}=50\times0.038=1.9mA$。最后求$U_{CEQ}$：$U_{CEQ}=V_{CC}I_{CQ}R_{c}=121.9\times3=6.3V$。（2）计算动态参数：电压放大倍数$A_{u}$：先求等效负载电阻$R_{L}'=R_{c}\parallelR_{L}=\frac{3\times3}{3+3}=1.5k\Omega$。根据电压放大倍数公式$A_{u}=\frac{\betaR_{L}'}{r_{be}}=\frac{50\times1.5}{1}=75$。输入电阻$R_{i}$：$R_{i}=R_{b}\parallelr_{be}\approxr_{be}=1k\Omega$（因为$R_{b}\ggr_{be}$）。输出电阻$R_{o}$：$R_{o}=R_{c}=3k\Omega$。2.已知一个负反馈放大电路的开环放大倍数$A=1000$，反馈系数$F=0.01$。（1）求闭环放大倍数$A_{f}$。（2）如果开环放大倍数$A$变化了$\pm10\%$，求闭环放大倍数$A_{f}$的相对变化量。解：（1）求闭环放大倍数$A_{f}$：根据闭环放大倍数公式$A_{f}=\frac{A}{1+AF}$，将$A=1000$，$F=0.01$代入可得：$A_{f}=\frac{1000}{1+1000\times0.01}=\frac{1000}{11}\approx90.9$。（2）求闭环放大倍数$A_{f}$的相对变化量：先对$A_{f}=\frac{A}{1+AF}$求导，$\frac{dA_{f}}{dA}=\frac{1}{(1+AF)^{2}}$。则$\frac{\DeltaA_{f}}{A_{f}}\approx\frac{1}{1+AF}\cdot\frac{\DeltaA}{A}$。已知$\frac{\DeltaA}{A}=\pm10\%$，$1+AF=1+1000\times0.01=11$。所以$\frac{\DeltaA_{f}}{A_{f}}\approx\frac{1}{11}