2026年【工学】模电试题及答案

2026年【工学】模电试题及答案一、单项选择题（每小题3分，共30分）1.现有两只硅二极管D1、D2，其反向饱和电流分别为2nA和0.5nA，若将两二极管同向串联后反向接入偏置回路，忽略导通内阻，则该串联组合的反向饱和电流大小为（）A.0.5nAB.2nAC.0.4nAD.2.5nA2.某NPN型BJT共射放大电路，当输入正弦电压时输出波形底部被削平，若要改善该失真，应当（）A.增大基极偏置电阻RBB.减小基极偏置电阻RBC.增大集电极电阻RCD.减小电源电压VCC3.单管共射放大电路接上负载RL后，与空载相比，下列说法正确的是（）A.电压放大倍数绝对值增大，下限截止频率fL降低B.电压放大倍数绝对值减小，fL不变C.电压放大倍数绝对值不变，fL升高D.电压放大倍数绝对值减小，fL升高4.下列关于场效应管放大电路的说法，正确的是（）A.N沟道结型场效应管栅源偏压必须为正B.增强型MOS管只能工作在耗尽区实现放大C.N沟道耗尽型MOS管可以工作在零偏置条件下实现放大D.绝缘栅MOS管的输入电阻低于结型场效应管5.深度负反馈条件下，下列说法错误的是（）A.闭环增益只取决于反馈网络的元器件参数B.输入电阻的变化趋势只和反馈组态有关，深度条件下与开环增益大小无关C.可以减小非线性失真，能够消除放大电路本身产生的所有失真D.输出电阻的大小由反馈组态和开环输出电阻共同决定6.双电源乙类互补对称功率放大电路，电源电压VCC=15V，负载RL=8Ω，忽略功率管的饱和压降，则最大输出功率为（）A.约14WB.约28WC.约7WD.约21W7.运放组成的同相比例放大电路，运放的开环差模增益Aod=100dB，设计的理想闭环差模增益Af=100倍，则该电路实际闭环增益的相对误差为（）A.0.01%B.0.1%C.1%D.10%8.二阶压控电压源低通有源滤波器，当品质因数Q=0.707时，幅频特性在通带内（）A.有明显峰值抬升B.平坦无峰值C.持续下降D.先下降后抬升9.下列电路中，能够输出连续方波，且输出占空比可以通过电路参数调节的是（）A.单限比较器B.滞回比较器C.占空比可调的矩形波发生电路D.窗口比较器10.串联型线性稳压电路中，调整管的核心作用是（）A.放大取样电压与基准电压的差值B.提供稳定的基准电压C.调整自身管压降保证输出电压稳定D.分压取出输出电压的采样部分二、填空题（每空2分，共20分）1.二极管的最主要电学特征是__________，温度升高时，二极管的正向导通电压会__________，反向饱和电流会__________。2.共集电极放大电路又称为射极输出器，其电压放大倍数的特点是__________，输入电阻__________，输出电阻__________。3.负反馈放大电路中，电压负反馈的作用是稳定__________，电流负反馈的作用是稳定__________。4.乙类互补对称功率放大电路产生交越失真的原因是__________，采用__________偏置可以有效消除交越失真。三、分析计算题（共35分）1.（15分）已知分压式偏置共射放大电路参数如下：VCC=12V，基极上偏置电阻RB1=20kΩ，下偏置电阻RB2=10kΩ，集电极电阻RC=2kΩ，发射极电阻RE=1kΩ，负载电阻RL=2kΩ，BJT的电流放大系数β=50，发射结导通电压UBEQ=0.7V，基区体电阻rbb'=200Ω，RE两端并联大容量旁路电容CE。（1）计算电路的静态工作点Q：IBQ、ICQ、UCEQ（8分）；（2）计算电路的电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro（5分）；（3）若移除旁路电容CE，定性说明电压放大倍数绝对值和输入电阻的变化趋势（2分）。2.（20分）理想运放组成差分运算电路，电路参数满足：uI1经R1接运放反相输入端，uI2经Rf接运放同相输入端，反相输入端经Rf接运放输出端，同相输入端经R1接地，满足输入输出电阻匹配条件。（1）试推导输出电压uO与输入电压uI1、uI2的关系式（12分）；（2）若R1=10kΩ，Rf=50kΩ，uI1=0.5V，uI2=1.5V，计算uO的数值（4分）；（3）说明该电路实现的运算功能（4分）。四、综合应用题（共15分）设计一个输出电压范围为5V~12V的串联型线性稳压电路，最大输出电流为1A，基准电压由稳压值UZ=2.5V的稳压管提供，取样电路由接地端固定电阻R1=1kΩ、输出端固定电阻R2=2kΩ和可调电位器RW组成，调整管选用NPN型功率管。（1）画出该稳压电路的完整结构框图，并标注各组成部分的名称（5分）；（2）推导计算电位器RW的阻值（6分）；（3）说明当输出电压升高时，电路的稳压调节过程（4分）一、单项选择题参考答案及解析1.答案：A解析：两个二极管同向串联反向偏置时，回路电流处处相等，根据PN结电流方程I=IS(e^(uD/VT)-1)，反向偏置时电流近似满足I≈ISe^(uD/VT)，由于两只二极管反向饱和电流IS不同，为满足电流相等，反向饱和电流更小的二极管会承受绝大部分反向偏置电压，整个串联组合的反向饱和电流大小等于两个二极管中较小的反向饱和电流，因此本题中为0.5nA，选A。2.答案：A解析：NPN型共射放大电路的输出波形以公共端为参考，底部对应输出电压的低电平区域，当IB过大导致IC过大，静态工作点靠近饱和区，输出负半周（对应输出电压底部）进入饱和区，发生饱和失真，表现为底部削平。要消除饱和失真需要减小IBQ，IBQ≈(VCC-UBEQ)/RB，因此增大RB即可减小IBQ，降低静态工作点，消除失真。减小RB会进一步增大IBQ，失真更严重，增大RC会扩大饱和区范围，失真加剧，因此A正确。3.答案：D解析：单管共射放大电路的空载电压放大倍数Au=-βRC/rbe，接负载RL后Au=-β(RC//RL)/rbe，由于RC//RL<RC，因此电压放大倍数的绝对值减小。下限截止频率fL由耦合电容所在回路的时间常数决定，输出回路耦合电容的时间常数τ=(Ro+RL)C，其中Ro≈RC为放大电路开环输出电阻，RL越小τ越小，fL=1/(2πτ)越大，因此接RL后τ比空载（RL→∞）更小，fL升高，D选项正确。4.答案：C解析：N沟道结型场效应管的栅源PN结必须反偏，因此栅源偏压必须为负，A错误；增强型MOS管只要工作在恒流区（饱和区）就可以实现放大，截止区（耗尽区）无法放大，B错误；N沟道耗尽型MOS管的原始导电沟道在VGS=0时已经存在，因此可以工作在零偏置条件下实现放大，C正确；绝缘栅MOS管的栅极为二氧化硅绝缘层，输入电阻远高于结型场效应管，D错误，因此选C。5.答案：C解析：深度负反馈条件下，1+AF>>1，闭环增益Af≈1/F，只和反馈网络参数有关，A表述正确；输入电阻的变化规律为：串联负反馈提高输入电阻，并联负反馈降低输入电阻，深度负反馈下串联负反馈输入电阻Rif→∞，并联负反馈Rif→0，变化趋势只和组态有关，与开环增益大小无关，B表述正确；深度负反馈可以减小放大电路开环产生的非线性失真，但无法消除所有失真，也无法改善输入信号本身存在的失真，C表述错误，符合题意；输出电阻Rof=Ro/(1+AF)（电压负反馈），Rof=(1+AF)Ro（电流负反馈），深度负反馈下大小由开环输出电阻和反馈组态共同决定，D表述正确，因此选C。6.答案：A解析：双电源乙类互补对称功率放大电路忽略饱和压降时，最大输出电压幅值Uom=VCC，最大输出功率Pomax=Uom²/(2RL)=15²/(2×8)=225/16≈14.06W，约14W，因此选A。7.答案：B解析：二阶压控电压源低通滤波器的幅频特性峰值出现在通带截止频率附近，当Q=0.5时，幅频特性单调下降，当Q>0.707时，通带末端出现峰值抬升，当Q=0.707时，对应巴特沃斯型滤波器，通带内幅频特性平坦无峰值，因此选B。9.答案：C解析：单限比较器和窗口比较器只能对输入信号进行比较输出高低电平，无法自激产生连续方波信号，AD错误；普通滞回比较器配合固定RC充放电产生的方波占空比固定，无法调节，只有占空比可调的矩形波发生电路通过分离充放电回路，改变充放电时间常数，实现输出方波占空比的调节，因此选C。10.答案：C解析：串联型线性稳压电路分为四个核心部分：取样电路负责分压取出输出电压的采样部分，基准电压电路提供稳定的基准电压，比较放大电路放大取样电压和基准电压的差值，调整管串联在输入不稳定直流电压和输出稳定电压之间，通过调节自身的管压降，抵消输出电压的波动，保证输出电压稳定，因此C正确，A是比较放大电路的作用，B是基准电路的作用，D是取样电路的作用，选C。二、填空题参考答案1.单向导电性；减小；增大解析：二极管由PN结封装而成，核心特性是单向导电性；温度每升高1℃，正向导通电压下降约2~2.5mV，温度每升高10℃，反向饱和电流大约增大一倍，因此温度升高正向导通电压减小，反向饱和电流增大。2.小于1且近似等于1；大；小解析：射极输出器的电压跟随特性决定了其电压放大倍数接近1小于1，具有输入电阻大、输出电阻小的特点，适合做缓冲级、输入级和输出功率级。3.输出电压；输出电流解析：电压负反馈通过反馈采样输出电压，能够稳定输出电压，降低输出电阻；电流负反馈采样输出电流，能够稳定输出电流，提高输出电阻，这是负反馈组态的基本特性。4.功率管输入特性存在死区电压，乙类电路静态偏置为零，小信号输入时管子截止；甲乙类（微导通）解析：乙类互补对称功率放大电路静态时两个功率管都截止，IB=0，由于功率管发射结存在死区电压，输入信号小于死区电压时管子无法导通，导致输出波形在零点附近出现交越失真，给两个管子设置微导通的甲乙类偏置，即可消除交越失真。三、分析计算题参考答案1.解：（1）计算静态工作点：分压式偏置电路的基极电位由RB1、RB2分压得到，VB=VCC×RB2/(RB1+RB2)=12V×10kΩ/(20kΩ+10kΩ)=4V。发射极电位VE=VB-UBEQ=4V-0.7V=3.3V。发射极电流IEQ=VE/RE=3.3V/1kΩ=3.3mA，对于BJT，ICQ≈IEQ=3.3mA。IBQ=ICQ/β=3.3mA/50=0.066mA=66μA。管压降UCEQ=VCC-ICQRC-IEQRE≈VCC-ICQ(RC+RE)=12V-3.3mA×(2kΩ+1kΩ)=2.1V。因此静态工作点为：IBQ=66μA，ICQ=3.3mA，UCEQ=2.1V。（2）计算动态参数：室温下热电压VT≈26mV，BJT的输入电阻rbe=rbb'+(1+β)VT/IEQ=200Ω+(1+50)×26mV/3.3mA≈602Ω≈0.6kΩ。电压放大倍数Au=-β(RC//RL)/rbe，RC//RL=2kΩ//2kΩ=1kΩ，因此Au=-50×1kΩ/0.6kΩ≈-83.3。输入电阻Ri=RB1//RB2//rbe=20kΩ//10kΩ//0.6kΩ≈0.55kΩ=550Ω。输出电阻Ro≈RC=2kΩ。（3）若移除旁路电容CE，RE会对交流信号引入电流串联负反馈，电压放大倍数变为Au=-β(RC//RL)/(rbe+(1+β)RE)，分母显著增大，因此电压放大倍数的绝对值会明显减小；输入电阻变为Ri=RB1//RB2//(rbe+(1+β)RE)，输入支路等效电阻增大，因此输入电阻会增大。2.解：（1）理想运放满足虚短虚断，即u+=u-，i+=i-=0。同相输入端电流为零，因此同相端电压u+=uI2×R1/(R1+Rf)。反相输入端根据KCL，流入反相端的电流和为零：(uI1-u-)/R1+(uO-u-)/Rf=0，将u-=u+代入整理得：uI1/R1+uO/Rf=u-(1/R1+1/Rf)=(uI2R1/(R1+Rf))×(R1+Rf)/(R1Rf)=uI2/Rf整理后得到：uO=(Rf/R1)(uI2-uI1)。（2）代入参数：Rf=50kΩ，R1=10kΩ，uI1=0.5V，uI2=1.5V，得uO=(50kΩ/10kΩ)×(1.5V-0.5V)=5×1V=5V。（3）该电路的输出与两个输入电压的差值成正比，比例系数为Rf/R1，实现了差分放大运算，可用于放大差模信号、抑制共模信号，广泛应用于测量放大和信号调理电路中。四、综合应用题参考答案解：（1）完整结构框图按信号流向依次为：整流滤波电路（输入为市电整流后的不稳定直流电压）→调整管（串联在整流滤波输出与稳压输出之间，基极接比较放大电路输出）→取样电路（并联在稳压输出端，滑动端输出取样电压接比较放大电路输入端）→基准电压电路（由稳压管和限流电阻组成，输出基准电压接比较放大电路另一输入端）→比较放大电路（输出接调整管基极），输出端接负载。（2）推导RW阻值：理想运放虚短，取样电压等于基准电压UZ，输出电压Uo满足Uo×R下/(R1+RW+R2)=UZ，即Uo=UZ×(R1+RW+R2)/R下，其中R下为滑动端到地的电阻，范围是R1（滑动端在最上端，R下=R1）到R1+RW（滑动端在最下端，R下=R1+RW），因此输出电压最大值Uomax=UZ×(R1+RW+R2)/R1，输出电压最小值Uomin=UZ×(R1+RW+R2)/(R1+RW