2026年重大模电试卷及答案

2026年重大模电试卷及答案一、选择题（共10小题，每小题3分，共30分）1.本征硅半导体在温度从27℃升高到57℃时，其本征载流子浓度大约变为原来的多少倍？已知硅材料本征载流子浓度符合每升高10℃翻倍的变化规律A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍答案：C解析：本征载流子浓度的温度特性是模电的核心基础考点，本征半导体依靠温度激发产生载流子，载流子浓度随温度升高呈指数增长，硅材料的工程变化规律为每升高10℃，本征载流子浓度翻倍。本题中温度变化量为57℃-27℃=30℃，共发生3次翻倍，因此倍数为2³=8倍。2.测得某NPN型BJT三个引脚的对地电位分别为VE=0V，VB=0.7V，VC=0.5V，该BJT工作在哪个区域？A.放大区B.饱和区C.截止区D.击穿区答案：B解析：BJT工作区域的判断核心依据是两个PN结的偏置状态，发射结正偏、集电结反偏为放大区，两个结都正偏为饱和区，两个结都反偏为截止区。本题中NPN管发射结电压VB-VE=0.7V，处于正偏状态；集电结电压VB-VC=0.2V，同样满足正偏条件，因此BJT工作在饱和区。3.对于增强型PMOS场效应管，其栅源开启电压VGS(th)的极性为？A.正电压B.负电压C.可正可负D.零答案：B解析：增强型MOS管的开启电压是指形成导电沟道所需的栅源电压，对于PMOS管，衬底为N型半导体，要在栅极和衬底之间形成指向P型漏源的导电沟道，需要栅极电位低于源极电位，因此栅源开启电压为负电压。4.阻容耦合NPN共射放大电路输入正弦波信号，输出电压波形正半周被削平，该失真是哪种？若要消除失真，应如何调整静态工作点？A.饱和失真，增大基极偏置电阻RBB.饱和失真，减小基极偏置电阻RBC.截止失真，增大基极偏置电阻RBD.截止失真，减小基极偏置电阻RB答案：D解析：共射放大电路输出电压vO=VCC-iCRc，因此iC减小对应vO增大，即输出正半周。输出正半周被削平说明输入负半周时，IB过小导致BJT进入截止区，iC无法继续减小，vO无法继续升高，属于截止失真。截止失真的原因是静态工作点Q过低，IBQ偏小，而IBQ≈VCC/RB，要增大IBQ需要减小RB，使Q点上移，消除截止失真。5.长尾式差分放大电路，发射极接入的长尾电阻RE对哪种信号有抑制作用？对差模放大倍数的影响是？A.对共模信号有抑制，不影响差模放大倍数B.对共模有抑制，减小差模放大倍数C.对差模有抑制，不影响共模放大倍数D.对差模有抑制，增大共模放大倍数答案：A解析：差模输入时，差分对两个管子的发射极电流变化量大小相等、方向相反，RE上的差模电压变化量相互抵消，RE对差模信号相当于短路，因此不会影响差模放大倍数。共模输入时，两个管子的发射极电流同相变化，RE会产生共模负反馈，抑制共模输出，提高共模抑制比。6.理想运放构成反相比例放大器，输入电阻为R1，反馈电阻为Rf=10R1，该电路的输入阻抗约为？A.R1B.10R1C.11R1D.无穷大答案：A解析：很多学习者容易混淆反相比例和同相比例放大器的输入阻抗特性，同相比例放大器输入信号直接接同相输入端，理想运放本身输入阻抗极高，因此同相比例输入阻抗接近无穷大；而反相比例放大器的反相端虚地，输入信号需要通过R1接入虚地，因此整个放大器的输入阻抗由R1决定，大小约等于R1。7.某放大电路引入反馈后，其闭环输入电阻减小，输出电流稳定，该反馈的类型是？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.电流并联负反馈答案：D解析：四种负反馈组态的特性可以总结为：输出端，电压负反馈稳定输出电压、降低输出电阻，电流负反馈稳定输出电流、提高输出电阻；输入端，串联负反馈提高输入电阻，并联负反馈降低输入电阻。本题要求输入电阻减小，因此为并联反馈，输出电流稳定，因此为电流反馈，对应类型为电流并联负反馈。8.希望滤除电子系统中50Hz的工频干扰信号，保留信号的直流分量和1000Hz以上的高频分量，应选用哪种滤波器？A.低通滤波器B.高通滤波器C.带通滤波器D.带阻滤波器答案：D解析：不同滤波器的特性为：低通允许低频通过、阻挡高频，高通允许高频通过、阻挡低频，带通允许某一中间频段通过、阻挡高低频段，带阻阻挡某一特定频段、允许其他频段通过。本题需要阻挡50Hz单个工频点，保留直流和高频分量，因此选用带阻（陷波）滤波器。答案：BA.输出电压的变化量B.基准电压C.取样电压D.基准电压和取样电压的差值答案：D解析：串联型稳压电路的核心是负反馈闭环系统，取样电路采集输出电压的分压信号，和基准电压送入误差放大环节，放大环节放大的是两个信号的差值（误差信号），再用放大后的误差信号控制调整管的管压降，抵消输出电压的变化，稳定输出电压。二、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.二极管的最主要特性是__________，常温下硅二极管的正向导通压降大约为__________V。答案：单向导电性；0.72.共集电极放大电路又称为射极输出器，其电压放大倍数__________，输出电阻__________，所以常用作缓冲级、功率输出级。答案：小于且近似等于1；很小3.集成运放的两个输入端分别是__________输入端和__________输入端，输出电压与反相输入端输入信号相位相反。答案：同相；反相4.正弦波振荡电路的幅值条件是__________，相位条件是__________。答案：大于等于；2三、分析计算题（共3小题，共35分）1.（12分）分压式偏置共射放大电路，已知VCC=12V，基极上偏置电阻Rb1=20kΩ，下偏置电阻Rb2=10kΩ，发射极电阻Re=1kΩ，集电极电阻Rc=2kΩ，负载电阻RL=2kΩ，BJT的β=50，rbb'=100Ω，UBEQ=0.7V，忽略厄尔利效应。要求：(1)计算静态工作点IBQ、ICQ、VCEQ；(2)计算该放大电路的输入电阻Ri、输出电阻Ro、中频电压放大倍数Au；(3)若发射极旁路电容Ce断开，写出电压放大倍数的表达式，说明Ce的作用。解答：(1)分压式偏置电路满足基极电位分压近似规律，VB=VCC×Rb2/(Rb1+Rb2)=12×10/(20+10)=4V，发射极电位VE=VB-UBEQ=4-0.7=3.3V，IEQ=VE/Re=3.3V/1kΩ=3.3mA，ICQ≈IEQ=3.3mA，IBQ=ICQ/β=3.3mA/50=66μA，VCEQ=VCC-ICQRc-IEQRe≈12-3.3×(2+1)=2.1V。(2)常温下热电压UT≈26mV，BJT输入电阻rbe=rbb'+(1+β)UT/IEQ=100+51×26mV/3.3mA≈502Ω≈0.5kΩ，交流负载RL'=Rc//RL=2k//2k=1kΩ，输入电阻Ri=Rb1//Rb2//rbe=20k//10k//0.5k≈465Ω≈0.465kΩ，输出电阻Ro≈Rc=2kΩ，中频电压放大倍数Au=-βRL'/rbe=-50×1k/0.5k=-100。(3)Ce断开后，Re未被旁路，引入电流串联负反馈，电压放大倍数表达式为Au=-βRL'/(rbe+(1+β)Re)，代入参数得Au≈-0.97，Ce的作用是旁路发射极电阻的交流分量，避免引入交流负反馈降低电压增益，保证放大电路的放大能力。2.（12分）双端输入单端输出长尾差分放大电路，已知VCC=12V，-VEE=-12V，两个BJT的β均为100，rbe均为1kΩ，UBE(on)=0.7V，集电极电阻Rc1=Rc2=10kΩ，发射极长尾电阻RE=20kΩ，负载RL=10kΩ接在T1集电极输出端与地之间。要求：(1)计算静态工作点的IBQ、ICQ；(2)计算差模放大倍数Aud、差模输入电阻Rid、输出电阻Ro；(3)计算共模抑制比KCMR。解答：(1)静态输入为零时，两个基极电位均为0，发射极电位VE=-UBE(on)=-0.7V，发射极总电流IE=(VE-(-VEE))/RE=(12-0.7)/20k=0.565mA，每个管子的IEQ=IE/2=0.2825mA，ICQ≈IEQ≈0.28mA，IBQ=ICQ/β=0.28mA/100=2.8μA。(2)单端输出交流负载RL'=Rc1//RL=10k//10k=5kΩ，双端输入单端输出差模放大倍数Aud=-βRL'/(2rbe)=-100×5k/(2×1k)=-250，差模输入电阻Rid=2rbe=2kΩ，输出电阻Ro=Rc1=10kΩ。解答：(1)理想运放虚短虚断，反相端虚地v-≈0，流过R1的电流i1=vi/R1，流过电容的电流iC=CduC/dt，电容两端电压uC=v--vo=-vo，因此iC=Cd(-vo)/dt=-Cdvo/dt，由i1=iC得vi/R1=-Cdvo/dt，积分得vo=-1/(R1C)∫vidt+uC(0)，代入uC(0)=0、R1=10kΩ、C=1μF得R1C=0.01s，因此vo=-100∫vidt。(2)输入对称方波周期T=2ms，0<t<1ms时vi=+1V，vo=-100×1×t，t=1ms时vo=-0.1V；1ms<t<2ms时vi=-1V，vo=-0.1-100∫(0.001到t)(-1)dt=-0.1+100(t-0.001)，t=2ms时vo=-0.1+0.1=0.1V，因此输出vo范围为-0.1V~+0.1V，峰峰值为0.2V，该电路可实现方波转三角波的功能。四、综合设计题（共15分）设计输出电压范围为+5V~+12V、最大输出电流1A的可调串联型稳压电路，基准电压Vref=2.5V，要求：(1)画出整体结构框图，标注各模块名称；(2)调整管采用达林顿连接，说明作用；(3)采用固定电阻加可调电位器的取样电路，推导输出电压表达式，给出一组合理元件参数。解答：(1)整体结构从输入到输出依次为：工频整流滤波模块→调整管模块→输出端，输出端接取样模块，取样模块输出接误差放大模块反相输入端，基准电压模块接误差放大模块同相输入端，误差放大模块输出接调整管基极，构成负反馈闭环。(2)达林顿连接（复合管连接）的作用是将两个功率管的电流放大倍数相乘，得到总电流放大倍数β=β1β2，远大于单管放大倍数，大大降低基极驱动电流的需求，误差放大模块只需要提供很小的电流就可以驱动调整管输出1A的负载电流，同时可以提高调整管的耐压和功率容量，满足大输出电流的设计要求。达林顿PNP调整管连接方式：第一管发射极接整流滤波后的输入正电压，基极接误差放大器输出，集电极接第二PNP管的基极，第二管发射极接稳压电路输出正端，第二管集电极接公共地，等效为一个大电流高放大倍数的PNP调整管。(3)取样电路结构：输出电压vo上端接R1，R1下端接可调电位器RW上端，RW下端接R2，R2下端接地，RW滑动端接误差放大器反相输入端，稳定时滑动端电压等于Vref。设总电阻R总=R1+RW+R2，当滑动端滑到最上端时，取样分压比为(RW+R2)/R总，输出电压