模電期末考試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.半導體二極管的主要特點是具有（）。A.單向?qū)щ娦訠.雙向?qū)щ娦訡.放大作用D.穩(wěn)壓作用2.三極管工作在放大區(qū)時，其發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置情況是（）。A.發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏B.發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏C.發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正偏D.發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都反偏3.某放大電路在負載開路時的輸出電壓為4V，接入12kΩ的負載電阻后，輸出電壓降為3V，這說明該放大電路的輸出電阻為（）。A.10kΩB.2kΩC.4kΩD.3kΩ4.在共射、共集和共基三種基本放大電路組態(tài)中，輸入電阻最大的是（）。A.共射組態(tài)B.共集組態(tài)C.共基組態(tài)D.都一樣5.集成運放工作在線性區(qū)時，具有（）的特點。A.虛短和虛斷B.只有虛短C.只有虛斷D.虛地6.為了增大放大電路的輸入電阻，應引入（）。A.電壓負反饋B.電流負反饋C.串聯(lián)負反饋D.并聯(lián)負反饋7.文氏橋振蕩電路的振蕩頻率$f_0$取決于（）。A.放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)B.反饋網(wǎng)絡元件的參數(shù)C.選頻網(wǎng)絡元件的參數(shù)D.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的參數(shù)8.直流穩(wěn)壓電源中濾波電路的作用是（）。A.將交流變?yōu)橹绷鰾.將高頻變?yōu)榈皖lC.將交、直流混合量中的交流成分濾掉D.穩(wěn)定輸出電壓9.對于長尾式差分放大電路，在差模輸入時，射極電阻$R_E$可視為（）。A.短路B.開路C.保留其阻值D.不確定10.場效應管是一種（）的半導體器件。A.電壓控制電壓B.電壓控制電流C.電流控制電壓D.電流控制電流二、填空題（每題3分，共15分）1.本征半導體中，自由電子濃度______空穴濃度；P型半導體中，自由電子濃度______空穴濃度。（填“大于”“小于”或“等于”）2.三極管的三個工作區(qū)域分別是______、______和______。3.放大電路的頻率特性包括______特性和______特性。4.負反饋放大電路的四種基本組態(tài)分別是______、______、______和______。5.整流電路可分為______整流和______整流兩大類。三、判斷題（每題2分，共10分）1.二極管加正向電壓時一定導通。（）2.三極管只要工作在放大區(qū)，其電流放大倍數(shù)就是一個常數(shù)。（）3.引入負反饋可以改善放大電路的性能，但會使放大倍數(shù)降低。（）4.集成運放工作在非線性區(qū)時，其輸出電壓只有兩種可能取值。（）5.只要滿足相位平衡條件，電路就一定能產(chǎn)生正弦波振蕩。（）四、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述二極管的伏安特性。2.什么是三極管的靜態(tài)工作點？為什么要設置靜態(tài)工作點？3.簡述負反饋對放大電路性能的影響。五、計算題（每題10分，共30分）1.已知某二極管在室溫（$T=300K$）下的反向飽和電流$I_S=10^{-12}A$，試求外加正向電壓$U=0.6V$時的正向電流$I$。（提示：$I=I_S(e^{\frac{U}{U_T}}1)$，$U_T=\frac{kT}{q}\approx26mV$）2.如圖所示的共射放大電路，已知$V_{CC}=12V$，$R_B=300k\Omega$，$R_C=3k\Omega$，三極管的$\beta=50$，$U_{BE}=0.7V$。試求：靜態(tài)工作點$I_{BQ}$、$I_{CQ}$和$U_{CEQ}$；畫出微變等效電路；計算電壓放大倍數(shù)$A_u$、輸入電阻$R_i$和輸出電阻$R_o$。3.設計一個輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，要求輸出電壓$U_O$的調(diào)節(jié)范圍為$5V15V$，輸入交流電壓為$220V/50Hz$。請畫出電路原理圖，并說明各部分的作用。答案一、選擇題1.A2.A3.C4.B5.A6.C7.C8.C9.A10.B二、填空題1.等于；小于2.放大區(qū)；截止區(qū)；飽和區(qū)3.幅頻；相頻4.電壓串聯(lián)負反饋；電壓并聯(lián)負反饋；電流串聯(lián)負反饋；電流并聯(lián)負反饋5.半波；全波三、判斷題1.×2.×3.√4.√5.×四、簡答題1.二極管的伏安特性是指二極管兩端的電壓$U$與通過它的電流$I$之間的關系曲線。正向特性：當二極管兩端加正向電壓較小時，正向電流幾乎為零，這段區(qū)域稱為死區(qū)。當正向電壓超過死區(qū)電壓后，正向電流迅速增大，二極管導通。反向特性：當二極管兩端加反向電壓時，反向電流很小，且在一定范圍內(nèi)基本不隨反向電壓變化，這個電流稱為反向飽和電流。當反向電壓增大到一定值時，反向電流急劇增大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。2.三極管的靜態(tài)工作點是指在沒有輸入信號時，三極管各極的直流電流和電壓值，通常用$I_{BQ}$、$I_{CQ}$和$U_{CEQ}$表示。設置靜態(tài)工作點的目的是為了使三極管在輸入信號的整個周期內(nèi)都處于放大狀態(tài)，避免出現(xiàn)失真。如果不設置靜態(tài)工作點，輸入信號的負半周可能會使三極管進入截止區(qū)，導致輸出信號產(chǎn)生嚴重的失真。3.負反饋對放大電路性能的影響主要有以下幾個方面：提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性：負反饋可以減小由于三極管參數(shù)變化、電源電壓波動等因素引起的放大倍數(shù)的變化。改善非線性失真：負反饋可以使放大電路的輸出信號更接近輸入信號的波形，減小非線性失真。擴展通頻帶：負反饋可以使放大電路的通頻帶變寬，提高電路對不同頻率信號的放大能力。改變輸入電阻和輸出電阻：串聯(lián)負反饋可以增大輸入電阻，并聯(lián)負反饋可以減小輸入電阻；電壓負反饋可以減小輸出電阻，電流負反饋可以增大輸出電阻。五、計算題1.已知$I=I_S(e^{\frac{U}{U_T}}1)$，$U_T\approx26mV=0.026V$，$I_S=10^{-12}A$，$U=0.6V$。將數(shù)值代入公式可得：\[\begin{align}I&=10^{-12}(e^{\frac{0.6}{0.026}}1)\\&\approx10^{-12}(e^{23.08}1)\\&\approx10^{-12}\times1.07\times10^{10}\\&\approx0.0107A=10.7mA\end{align}\]2.求靜態(tài)工作點：$I_{BQ}=\frac{V_{CC}-U_{BE}}{R_B}=\frac{120.7}{300\times10^3}\approx0.038mA$$I_{CQ}=\betaI_{BQ}=50\times0.038=1.9mA$$U_{CEQ}=V_{CC}-I_{CQ}R_C=121.9\times3=6.3V$微變等效電路：將三極管用微變等效模型代替，輸入信號源、直流電源短路，電容短路。得到輸入回路包括$R_B$和三極管的輸入電阻$r_{be}$，輸出回路包括$R_C$和負載電阻（本題未提及負載，可視為開路）。計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻：$r_{be}=r_{bb'}+(1+\beta)\frac{26mV}{I_{EQ}}$，$I_{EQ}\approxI_{CQ}=1.9mA$，$r_{bb'}$一般取$300\Omega$，則$r_{be}=300+(1+50)\frac{26}{1.9}\approx1000\Omega=1k\Omega$$A_u=-\frac{\betaR_C}{r_{be}}=-\frac{50\times3}{1}=-150$$R_i=R_B\parallelr_{be}\approxr_{be}=1k\Omega$$R_o=R_C=3k\Omega$3.電路原理圖：主要由以下幾部分組成：電源變壓器：將$220V/50Hz$的交流電壓變換為合適的交流電壓。整流電路：采用橋式整流電路，將交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?。濾波電路：采用電容濾波，減小直流電壓中的紋波。穩(wěn)壓電路：采