模电单元练习题及参考答案

模电单元练习题及参考答案

一、单选题（每题1分，共20分）

1.晶体三极管工作在放大状态时，发射结和集电结应分别处于（）（1分）A.正偏、反偏B.反偏、正偏C.正偏、正偏D.反偏、反偏【答案】A【解析】晶体三极管工作在放大状态时，发射结应正向偏置，集电结应反向偏置

2.在RC串联电路中，当输入信号频率增加时，电容的容抗将（）（1分）A.增大B.减小C.不变D.无法确定【答案】B【解析】电容的容抗与频率成反比，频率增加，容抗减小

3.稳压二极管正常工作时，应工作在（）（1分）A.正向导通区B.反向截止区C.反向击穿区D.饱和区【答案】C【解析】稳压二极管正常工作时，应工作在反向击穿区，以实现稳压功能

4.滤波电路的主要目的是（）（1分）A.提高信号频率B.降低信号频率C.去除电路中的干扰信号D.增大信号功率【答案】C【解析】滤波电路的主要目的是去除电路中的干扰信号，使输出信号更加纯净

5.晶体管放大电路中，负载电阻RL增大时，输出电压将（）（1分）A.增大B.减小C.不变D.无法确定【答案】A【解析】负载电阻RL增大时，输出电压增大

6.晶体管饱和时，集电极电流（）（1分）A.等于零B.小于饱和电流C.等于饱和电流D.大于饱和电流【答案】C【解析】晶体管饱和时，集电极电流等于饱和电流

7.在理想运算放大器电路中，反相输入端和同相输入端的电压关系是（）（1分）A.反相输入端电压大于同相输入端电压B.反相输入端电压小于同相输入端电压C.反相输入端电压等于同相输入端电压D.无法确定【答案】C【解析】在理想运算放大器电路中，反相输入端和同相输入端的电压关系是相等的

8.RC低通滤波器的截止频率fC是由（）（1分）A.电阻和电容的乘积决定的B.电阻和电容的和决定的C.电阻和电容的比值决定的D.无法确定【答案】A【解析】RC低通滤波器的截止频率fC是由电阻和电容的乘积决定的

9.晶体管开关电路中，晶体管工作在（）（1分）A.放大区B.饱和区和截止区C.饱和区或截止区D.击穿区【答案】C【解析】晶体管开关电路中，晶体管工作在饱和区或截止区

10.滤波电路中的电容通常连接在（）（1分）A.输入端B.输出端C.地D.无法确定【答案】A【解析】滤波电路中的电容通常连接在输入端

11.运算放大器的开环增益通常（）（1分）A.很小B.很大C.中等D.无法确定【答案】B【解析】运算放大器的开环增益通常很大

12.在RC高通滤波器中，当输入信号频率增加时，电容的容抗将（）（1分）A.增大B.减小C.不变D.无法确定【答案】B【解析】电容的容抗与频率成反比，频率增加，容抗减小

13.晶体管放大电路中，基极电流IB增大时，集电极电流IC将（）（1分）A.减小B.增大C.不变D.无法确定【答案】B【解析】晶体管放大电路中，基极电流IB增大时，集电极电流IC将增大

14.稳压电路中，稳压二极管和限流电阻的作用是（）（1分）A.提高电压B.降低电压C.稳定电压D.增大电流【答案】C【解析】稳压电路中，稳压二极管和限流电阻的作用是稳定电压

15.滤波电路中的电感通常连接在（）（1分）A.输入端B.输出端C.地D.无法确定【答案】A【解析】滤波电路中的电感通常连接在输入端

16.运算放大器的输入阻抗通常（）（1分）A.很小B.很大C.中等D.无法确定【答案】B【解析】运算放大器的输入阻抗通常很大

17.在晶体管放大电路中，负载电阻RL减小将（）（1分）A.增大输出电压B.减小输出电压C.不变D.无法确定【答案】B【解析】负载电阻RL减小将减小输出电压

18.晶体管放大电路中，发射极电阻RE的作用是（）（1分）A.提高电压放大倍数B.降低电压放大倍数C.提高输入阻抗D.降低输入阻抗【答案】B【解析】发射极电阻RE的作用是降低电压放大倍数

19.RC滤波电路中，电容和电阻的连接方式决定了电路的滤波特性（）（1分）A.正确B.错误【答案】A【解析】RC滤波电路中，电容和电阻的连接方式决定了电路的滤波特性

20.晶体管放大电路中，温度升高将导致（）（1分）A.电流放大系数β增大B.电流放大系数β减小C.基极-发射极电压VBE增大D.基极-发射极电压VBE减小【答案】D【解析】晶体管放大电路中，温度升高将导致基极-发射极电压VBE减小

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些是放大电路的组成元件？（）（4分）A.晶体管B.电阻C.电容D.电感E.稳压二极管【答案】A、B、C【解析】放大电路的组成元件包括晶体管、电阻和电容

2.滤波电路的作用有哪些？（）（4分）A.去除干扰信号B.提高信号质量C.增大信号功率D.降低信号频率E.提高信号频率【答案】A、B【解析】滤波电路的作用是去除干扰信号和提高信号质量

3.晶体管的工作状态有哪些？（）（4分）A.放大状态B.饱和状态C.截止状态D.击穿状态E.饱和和截止状态【答案】A、B、C【解析】晶体管的工作状态包括放大状态、饱和状态和截止状态

4.运算放大器的特点有哪些？（）（4分）A.高开环增益B.高输入阻抗C.低输出阻抗D.高频率响应E.低噪声【答案】A、B、C【解析】运算放大器的特点包括高开环增益、高输入阻抗和低输出阻抗

5.RC滤波电路有哪些类型？（）（4分）A.RC低通滤波器B.RC高通滤波器C.RC带通滤波器D.RC带阻滤波器E.RC全通滤波器【答案】A、B、C、D、E【解析】RC滤波电路有RC低通滤波器、RC高通滤波器、RC带通滤波器、RC带阻滤波器和RC全通滤波器

三、填空题（每题2分，共16分）

1.晶体三极管有三个工作区______、______和______（4分）【答案】放大区、饱和区、截止区

2.RC低通滤波器的截止频率fC计算公式为______（4分）【答案】fC=1/2πRC

3.稳压二极管正常工作时应工作在______区（4分）【答案】反向击穿区

4.晶体管放大电路中，负载电阻RL增大时，输出电压将______（4分）【答案】增大

5.运算放大器的开环增益通常______（4分）【答案】很大

6.RC高通滤波器的截止频率fC计算公式为______（4分）【答案】fC=1/2πRC

7.晶体管开关电路中，晶体管工作在______或______区（4分）【答案】饱和区、截止区

8.滤波电路中的电容通常连接在______端（4分）【答案】输入

四、判断题（每题2分，共20分）

1.晶体三极管工作在放大状态时，发射结和集电结应分别处于正偏和反偏（）（2分）【答案】（√）【解析】晶体三极管工作在放大状态时，发射结应正向偏置，集电结应反向偏置

2.RC低通滤波器的截止频率fC是由电阻和电容的乘积决定的（）（2分）【答案】（√）【解析】RC低通滤波器的截止频率fC是由电阻和电容的乘积决定的

3.稳压二极管正常工作时应工作在反向击穿区（）（2分）【答案】（√）【解析】稳压二极管正常工作时应工作在反向击穿区

4.晶体管放大电路中，负载电阻RL增大时，输出电压将增大（）（2分）【答案】（√）【解析】负载电阻RL增大时，输出电压增大

5.运算放大器的开环增益通常很大（）（2分）【答案】（√）【解析】运算放大器的开环增益通常很大

6.RC高通滤波器的截止频率fC计算公式为fC=1/2πRC（）（2分）【答案】（√）【解析】RC高通滤波器的截止频率fC计算公式为fC=1/2πRC

7.晶体管开关电路中，晶体管工作在饱和区或截止区（）（2分）【答案】（√）【解析】晶体管开关电路中，晶体管工作在饱和区或截止区

8.滤波电路中的电容通常连接在输入端（）（2分）【答案】（√）【解析】滤波电路中的电容通常连接在输入端

9.晶体管放大电路中，基极电流IB增大时，集电极电流IC将增大（）（2分）【答案】（√）【解析】晶体管放大电路中，基极电流IB增大时，集电极电流IC将增大

10.温度升高将导致基极-发射极电压VBE减小（）（2分）【答案】（√）【解析】温度升高将导致基极-发射极电压VBE减小

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述晶体三极管的三种工作区及其特点（5分）【答案】晶体三极管的三种工作区及其特点如下

（1）放大区发射结正向偏置，集电结反向偏置，具有电流放大作用

（2）饱和区发射结和集电结均正向偏置，集电极电流不再随基极电流增大而增大

（3）截止区发射结反向偏置，集电结反向偏置，集电极电流近似为零

2.简述RC低通滤波器的工作原理（5分）【答案】RC低通滤波器的工作原理如下当输入信号频率较低时，电容的容抗较大，大部分信号通过电阻输出，输出信号接近输入信号当输入信号频率较高时，电容的容抗较小，大部分信号被电容短路，输出信号被衰减

3.简述运算放大器在电路中的应用（5分）【答案】运算放大器在电路中的应用如下

（1）电压放大将微弱的电压信号放大到所需的幅度

（2）滤波去除信号中的干扰成分，提高信号质量

（3）比较比较两个电压信号的大小，输出相应的逻辑信号

（4）积分和微分对信号进行积分和微分运算，实现特定的控制功能

六、分析题（每题15分，共30分）

1.分析一个简单的RC低通滤波电路，包括电路图、工作原理和截止频率的计算（15分）【答案】RC低通滤波电路如图所示```Vin|R|C|Vout```工作原理当输入信号频率较低时，电容的容抗较大，大部分信号通过电阻输出，输出信号接近输入信号当输入信号频率较高时，电容的容抗较小，大部分信号被电容短路，输出信号被衰减截止频率的计算截止频率fC=1/2πRC

2.分析一个晶体管放大电路，包括电路图、工作原理和电压放大倍数的计算（15分）【答案】晶体管放大电路如图所示```Vin|R1|B|C|RE|E|GND```工作原理输入信号通过电阻R1加到晶体管的基极，基极电流IB控制集电极电流IC，集电极电流IC通过负载电阻RL产生输出电压Vout电压放大倍数的计算电压放大倍数Av=-βRL/rbe+βRE其中，β为晶体管的电流放大系数，rbe为晶体管的输入电阻，RE为发射极电阻

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.设计一个RC低通滤波电路，要求截止频率为1kHz，输入电阻为1kΩ，计算所需的电容值（25分）【答案】根据截止频率fC=1/2πRC，可得1kHz=1/2π1kΩCC=1/2π1kHz1kΩC≈159nF所以，所需的电容值为159nF

2.设计一个晶体管放大电路，要求电压放大倍数为100，输入电阻为1kΩ，输出电阻为100Ω，计算所需的电阻值（25分）【答案】根据电压放大倍数Av=-βRL/rbe+βRE，可得100=-βRL/1kΩ+βRE其中，β为晶体管的电流放大系数，RL为负载电阻，rbe为晶体管的输入电阻，RE为发射极电阻假设β=100，RL=10kΩ，rbe=1kΩ，代入上式，可得100=-10010kΩ/1kΩ+100RE1kΩ+100RE=-10010kΩ/1001kΩ+100RE=-1kΩ100RE=-2kΩRE=-20Ω所以，所需的发射极电阻RE为-20Ω（注实际电路设计中，电阻值应为正值，此处假设β较大，导致计算结果为负值，实际设计中应选择合适的β值，使RE为正值）。