2026年模电期末试题及答案详解

2026年模电期末试题及答案详解一、选择题（每题3分，共30分）1.关于半导体二极管的特性，下列说法正确的是（）A.二极管只要承受反向偏置就一定会截止B.硅二极管的正向导通压降一定恒等于0.7VC.稳压二极管只有工作在反向击穿区才能实现稳定电压的作用D.变容二极管反向偏置时，结电容随反向电压的增大而增大答案：C详解：选项A错误，二极管反向偏置时若反向电压超过击穿电压，二极管会发生击穿导通，并非所有反向偏置都截止；选项B错误，硅二极管的正向导通压降受工作电流、温度影响，并非恒定0.7V，只有在电流、温度变化范围不大时可以近似为0.7V；选项C正确，稳压二极管的稳压原理就是利用反向击穿区电流在较大范围内变化时端电压基本不变的特性，只有工作在该区域才能实现稳压；选项D错误，变容二极管反向偏置时，反向电压越大，耗尽层宽度越宽，结电容越小，因此该说法错误。2.对于BJT双极型晶体三极管，共射输出特性曲线中，IC几乎不受IB控制的区域是（）A.只有截止区B.只有饱和区C.截止区和饱和区D.放大区答案：C详解：BJT的输出特性分为三个工作区域，放大区满足发射结正偏、集电结反偏，特性近似为水平直线，IC满足IC≈βIB，IC大小随IB线性变化，受IB控制，因此选项D错误；截止区满足发射结反偏或零偏，IB≈0，IC≈ICEO≈0，几乎不随IB变化，不受IB控制；饱和区满足发射结正偏、集电结正偏，IC达到饱和值，不再随IB的增大而增大，因此也不受IB控制，综上截止区和饱和区的IC都几乎不受IB控制，选项C正确。3.N沟道增强型MOS场效应管形成导电沟道的条件是（）A.UGS>UGS(th)>0B.UGS<UGS(th)<0C.UGS>UGS(off)>0D.UGS<UGS(off)<0答案：A详解：N沟道增强型MOS管的衬底是P型半导体，源漏区是N型，当UGS=0时，漏源之间没有形成连通的N型沟道，ID≈0；只有当UGS增大到大于正的开启电压UGS(th)时，栅极下方P型衬底表面才会反型形成N型导电沟道，因此导电条件为UGS>UGS(th)>0；选项B是P沟道增强型MOS管的导电条件，选项D是N沟道耗尽型MOS管的夹断条件，因此只有选项A正确。4.分压式偏置共射放大电路，当环境温度升高时，电路的静态工作点Q会发生什么变化（）A.Q点上移，向饱和区移动B.Q点下移，向截止区移动C.Q点位置不变D.Q点移动方向不确定答案：A详解：BJT的参数随温度升高会发生三个变化：β增大，反向饱和电流ICBO增大，发射结正向压降UBE减小，三个变化最终都会导致ICQ增大，UCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)减小，在输出特性曲线上，静态工作点会向上移动，靠近饱和区，虽然分压式偏置电路能够稳定Q点，但只能抑制Q点的变化，不能完全抵消，因此温度升高后Q点仍然会小幅上移，选项A正确。5.三种基本组态的BJT放大电路中，输入电阻最大、输出电阻最小的电路是（）A.共射极放大电路B.共集电极放大电路C.共基极放大电路D.共射和共基电路特性接近答案：B详解：共集电极放大电路又称射极输出器、电压跟随器，其输入电阻计算公式为Ri≈rbe+(1+β)RL'，通常可以达到几十千欧到几兆欧，远大于共射的几千欧和共基的几百欧；输出电阻Ro≈rbe/(1+β)，通常只有几欧到几百欧，远小于共射的几千欧和共基的几千欧到几十千欧，因此共集电极电路的输入电阻最大、输出电阻最小，适合做输入级、输出级或缓冲级，选项B正确。6.关于多级放大电路的直接耦合方式，下列说法错误的是（）A.直接耦合可以放大直流信号B.直接耦合可以放大交流信号C.直接耦合电路的零点漂移更小D.直接耦合电路的低频特性更好答案：C详解：直接耦合就是各级放大电路之间直接用导线连接，没有隔直电容，因此直流信号可以顺利通过各级，也能通过交流信号，低频特性好，低频段增益不会下降，因此选项A、B、D的说法都是正确的；直接耦合的最大缺点是各级静态工作点相互影响，而且温度变化引起的直流漂移会被逐级放大，导致零点漂移远大于阻容耦合，因此选项C说法错误，符合题意。7.放大电路需要稳定输出电流，同时提高输入电阻，应当引入下列哪种负反馈（）A.电压串联负反馈B.电流串联负反馈C.电压并联负反馈D.电流并联负反馈答案：B详解：负反馈对输出的作用为：电流负反馈稳定输出电流，使输出电流近似恒定，电压负反馈稳定输出电压，因此需要稳定输出电流应当选择电流负反馈，排除A、C；负反馈对输入电阻的作用为：串联负反馈减小输入电流，提高输入电阻，并联负反馈增大输入电流，降低输入电阻，因此需要提高输入电阻应当选择串联负反馈，综上需要引入电流串联负反馈，选项B正确。8.双端输入双端输出差分放大电路，已知差模电压放大倍数Ad=-50，共模电压放大倍数Ac≈0，输入信号ui1=10mV，ui2=5mV，输出电压uo为（）A.250mVB.-250mVC.500mVD.-500mV答案：B详解：差分放大电路的输入信号可以分解为差模分量和共模分量，差模输入电压uid=ui1-ui2=10mV-5mV=5mV，共模输入电压uic=(ui1+ui2)/2=7.5mV，输出电压uo=Ad·uid+Ac·uic，由于双端输出差分放大电路的共模信号相互抵消，Ac近似为0，因此uo=(-50)×5mV+0=-250mV，选项B正确。9.OCL互补对称功率放大电路，电源电压为±15V，功放管的饱和压降UCES=1V，负载电阻RL=8Ω，电路的最大输出功率Pom为（）A.14WB.12.25WC.28WD.24.5W答案：B详解：OCL电路是双电源互补对称功率放大电路，最大输出功率的计算公式为Pom=(UCC-UCES)²/(2RL)，代入参数UCC=15V，UCES=1V，RL=8Ω，计算得Pom=(15-1)²/(2×8)=196/16=12.25W，注意OTL单电源电路的最大输出功率公式是Pom=(UCC/2-UCES)²/(2RL)，不要混淆，因此选项B正确。10.放大电路需要滤除50Hz的工频干扰信号，同时保留其他频率的信号，应当选用哪种滤波电路（）A.低通滤波电路B.高通滤波电路C.带通滤波电路D.带阻滤波电路答案：D详解：不同滤波电路的作用不同：低通滤波允许低于截止频率的信号通过，阻止高频信号；高通滤波相反，允许高频信号通过，阻止低频信号；带通滤波允许某一特定频段的信号通过，阻止频段外的信号；带阻滤波阻止某一特定频段的信号通过，允许其他频段的信号通过，本题需要滤除特定的50Hz工频信号，保留其他信号，因此选用带阻滤波电路（也叫工频陷波电路），选项D正确。二、填空题（每空2分，共20分）1.BJT工作在放大区的偏置条件是发射结____，集电结____。2.共射放大电路中，电压放大倍数公式Au=-βRL'/rbe，其中RL'是集电极电阻Rc与____的并联等效电阻。3.N沟道耗尽型MOS管的栅源电压UGS的取值范围是____。4.负反馈放大电路中，虽然放大倍数会下降，但是可以提高____。5.差分放大电路的共模抑制比KCMR等于____与共模电压放大倍数绝对值的比值。6.OTL单电源互补对称功率放大电路中，静态时输出耦合电容两端的电压应等于____。7.正弦波振荡电路的幅值条件是____。8.理想运放工作在线性区时，两个重要结论是虚短和____。答案及详解：1.正偏；反偏。BJT放大区的偏置条件就是发射结正偏注入载流子，集电结反偏收集载流子，对应该答案，若两个偏置都正偏则工作在饱和区，都反偏工作在截止区。2.负载电阻RL。放大电路动态分析时，集电极的交流通路中，Rc和负载RL并联，因此等效负载RL'=Rc//RL。3.可为正、负、零值。N沟道耗尽型MOS管在UGS=0时就已经存在导电沟道，UGS为正的时候沟道变宽，ID增大，UGS为负的时候沟道变窄，直到UGS小于夹断电压才会截止，因此UGS可以是正、负、任意零值，这是耗尽型和增强型的核心区别。4.放大倍数的稳定性。负反馈的核心作用之一就是稳定放大倍数，当外界条件（温度、元件参数、电源电压）变化时，负反馈可以抑制放大倍数的变化，提高其稳定性。三、分析计算题（共35分）1.（10分）二极管恒压降模型电路中，电源V=10V，串联限流电阻R=10kΩ，二极管的正向导通压降为0.7V，反向截止时电流为0，分别计算两种情况下的二极管电流ID：（1）二极管阳极接电源正极，阴极接地；（2）二极管阳极接地，阴极接电源正极。答案及详解：本题考查二极管电路的基本分析方法，使用恒压降模型分析，首先判断二极管的偏置状态，再计算电流。（1）二极管阳极电位为10V，阴极电位为0V，阳极电位高于阴极电位，二极管正向偏置，满足导通条件，根据恒压降模型，导通后两端压降为0.7V，因此回路电流ID=(V-UD)/R=(10V-0.7V)/10kΩ=0.93mA。（2）二极管阳极电位为0V，阴极电位为10V，阴极电位高于阳极电位，二极管反向偏置，满足截止条件，因此电流ID=0。本题需要注意，判断偏置是第一步，不能直接套用导通的压降计算，必须先判断偏置状态，再选择对应的模型计算。2.（15分）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=30kΩ，下偏置电阻Rb2=10kΩ，发射极电阻Re=2kΩ，集电极电阻Rc=3kΩ，负载电阻RL=3kΩ，三极管β=50，UBE=0.7V，要求：（1）估算电路的静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ；（2）计算电路的电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro。答案及详解：分压式偏置共射电路是模电中最基础的放大电路，也是期末考核的重点，静态估算利用基极电位稳定的特性分析。（1）静态工作点计算：首先根据分压公式计算基极电位VB=VCC×Rb2/(Rb1+Rb2)=12V×10kΩ/(30kΩ+10kΩ)=3V，发射极电位VE=VB-UBE=3V-0.7V=2.3V，发射极电流IEQ=VE/Re=2.3V/2kΩ=1.15mA，对于BJT，ICQ≈IEQ≈1.15mA，基极电流IBQ=ICQ/β=1.15mA/50=23μA，集射极电压UCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)=12V-1.15mA×(3kΩ+2kΩ)=12V-5.75V=6.25V，静态工作点计算完成，该Q点处于放大区，符合放大要求。（2）动态参数计算：首先计算等效负载RL'=Rc//RL=3kΩ//3kΩ=1.5kΩ，再计算三极管的输入电阻rbe=300Ω+(1+β)×26mV/IEQ=300Ω+51×26mV/1.15mA≈300Ω+1153Ω≈1453Ω≈1.45kΩ，电压放大倍数Au=-βRL'/rbe=-50×1.5kΩ/1.45kΩ≈-51.7，负号表示输出电压和输入电压反相，输入电阻Ri是从输入端看进去的等效电阻，Ri=Rb1//Rb2//rbe=30kΩ//10kΩ//1.45kΩ≈7.5kΩ//1.45kΩ≈1.22kΩ，输出电阻Ro从输出端看进去，信号源短路，负载开路，共射放大电路的输出电阻Ro≈Rc=3kΩ。3.（10分）双端输入单端输出差分放大电路，电源VCC=12V，-VEE=-12V，两个三极管的β均为50，rbe均为1.5kΩ，公共发射极电阻Re=10kΩ，两个集电极电阻Rc1=Rc2=5kΩ，负载RL=10kΩ接在第一路输出端与地之间，计算：差模电压放大倍数Ad，共模抑制比KCMR（倍数形式即可）。RC桥式正弦波振荡电路中，已知选频网络的电阻R=10kΩ，电容C=0.01μF，放大电路部分为同相比例放大，同相支路的接地电阻R1=10kΩ，反馈电阻为Rf，要求：