同济模拟电路试题库

共23页，第1页课程：《模拟电子技术》一．填空题1．P型半导体可通过在纯净的半导体中掺入价元素杂质获得，N型半导体可通过在纯净的半导体中掺入价元素杂质获得。注释：P11通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，便可得到杂质半导体。按掺入杂质元素的不同，可形成N型半导体和P型半导体；控制掺入杂质的浓度，就可控制杂质半导体的导电性能。P11-12掺入五价元素形成N型半导体，由于杂质原子的最外层有五个价电子，所以除了与周围硅原子形成共价键外，还多出一个电子。N型半导体中自由电子是多数载流子（简称多子），空穴为少数载流子（简称少子）。主要靠自由电子导电。P12掺入三价元素形成P型半导体，由于杂质原子的最外层有三个价电子，所以与周围硅原子形成共价键时，产生一个空位（即空穴）。P型半导体中自由电子是少数载流子，空穴为多数载流子。主要靠空穴导电。2．要给PN结加正偏，应在其P端接电源的极，而在其N端接电源的极。注释：P13①PN结的形成采用不同的掺杂工艺，将P型半导体和N型半导体制作在同一块硅片上。P13在它们的交界面附近，由于多数载流子的扩散运动，使得P区出现负离子区，N区出现正离子区，它们是不能移动的，称为空间电荷区（也称耗尽层），形成内电场。随着扩散运动的进行，空间电荷区加宽，内电场增强，其方向由N区指向P区，正好阻止扩散运动的进行。P14当空间电荷区形成后，在内电场的作用下，少数载流子产生漂移运动，空穴从N区向P区运动，而自由电子从P区向N区运动。在无外电场和其他激发作用，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡，形成PN结。P14②PN结的宽度：掺杂浓度愈大，PN结愈窄；掺杂浓度愈小，PN结愈宽。两边掺杂浓度相同叫对称结；两边掺杂浓度不同叫非对称结，且掺杂浓度大的一侧窄。P14-15③PN结的单向导电性：PN结外加正向电压时处于导通状态当电源的正极接PN结的P端，且电源的负极接PN结的N端时，称PN结外加正向电压，也称正向接法或正向偏置。此时外电场将多数载流子推向空间电荷区，使其变窄，消弱了内电场，破坏了原来的平衡，是扩散运动加剧，漂移运动减弱。由于电源的作用，扩散运动将源源不断的进行，从而形成正向电流，PN结导通。PN结外加反向电压时处于截止状态当电源的正极接PN结的N端，且电源的负极接PN结的P端时，称PN结外加反向电压，也称反向接法或反向偏置。此时外电场使空间电荷区变宽，加强了内电场，阻止扩散运动的进行，而加剧漂移运动的进行，形成反向电流也称飘移电流。由于少子的数目极少，反向电流非常小，在近似分析计算中常将它忽略不计，认为PN结外加反向电压时处于截止状态。P16④PN结的击穿当PN结所加反向电压超过一定数值U（BR）。后，反向电流急剧增加，称之为反向击穿。击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。齐纳击穿：在高掺杂的情况下，因耗尽层的宽度很窄，不大的反向电压就可在耗尽层形成很强的电场而直接破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿，齐纳击穿的本质是场致激发。雪崩击穿：如果掺杂浓度较低，耗尽层宽度较宽，低反向电压下不会产生齐纳击穿。当反向电压增加到较大数值时，耗尽层的电场使少子加快漂移速度，从而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生电子空穴对。新产生的电子与空穴被电场加速后又撞出其它价电子，载流子雪崩式的倍增，致使电流急剧增加，这种击穿称为雪崩击穿。雪崩击穿的本质是碰撞电离。3．PN结的电击穿有二种，分别是击穿与击穿。4．二极管的基本特性是。5．设图1中的二极管是理想的，则流过RL的电流为。共23页，第2页VDRR＋＋＋＋E10VRLVS1RLVD100ΩUI1kΩUOUI3VUO－VS2－－－图1图2图3注释：P21理想二极管导通时正向压降为零，截止时反向电流为零。6．已知图2所示电路中的输入电压UI=24V，稳压管VS1的稳定电压UZ1=6V，VS2的稳定电压UZ2=8V，则输出电压UO=。注释：P23稳压管的伏安特性与普通二极管相类似，正向特性为指数曲线。当稳压管外加反向电压的数值达到一定程度时则击穿，在反向击穿时，在一定的电流范围内，端电压几乎不变，表现出稳压特性。因而广泛用于稳压电源与限幅电路中。7．测得放大电路中三极管三个电极的电位分别为－4V、－9V、－3.3V，由此可见该管是管。注释：P29①NPN晶体管和PNP晶体管的结构。P21②二极管的导通压降硅管0.7V，锗管0.3V。据此判断是硅管P33③晶体管的三个工作区的特征：放大区：发射结正偏，集电结反偏截止区：发射结和集电结均反偏饱和区：发射结和集电结均正偏本题中，已知是放大电路，所以晶体管工作在放大区，所以发射结正偏，集电结反偏，可用试凑法进行判断8．设图3所示电路的二极管是理想的，UI=5V，则输出电压UO=。9．三种基本组态放大电路中，输入电阻最大的是共组态，输出电阻最小的是共组态。注释：P115晶体管的三种基本组态：共射组态、共基组态和共集组态三种接法的比较：P115共射组态（或称共射电路）的特点：既能放大电流又能放大电压，输入电阻居三种电路之中，输出电阻较大，频带较窄。常作为低频电压放大电路的单元电路。共集组态（或称共集电路）的特点：只能放大电流，不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并具有电压跟随的特点，又叫电压跟随器。常用于电压放大电路的输入和输出级，在功率放大电路中也常采用设计输出的形式。共基组态（或称共基电路）的特点：只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数、输出电阻与共射电路相当，是三种接法中高频特性最好的电路。常作为宽频带放大电路。接法共射共集共基输入bbe输出cec10．理想集成运放工作在线性区的基本特性是。注释：P325通常，在分析运算电路时均设集成运放为理想运放，因而其两个输入端的净输入电压和净输入电流均为零，即具有“虚短路”和“虚断路”两个特点。这是分析运算电路输出电压与输入电压运算关系的基本出发点。共23页，第3页在运算电路中，无论输入电压和输出电压，均对“地”而言。P32511．测得NPN管共发射极放大电路输入正弦信号时的输出电压uO的波形如图4所示由此可判定它发生了失真。注释：P90-91①当Q点过低时，在输入信号负半周靠近峰值的某段时间内，晶体管b-e间电压总量uBE小于其开启电压uON，晶体管截止。因此基极电流ib将产生底部失真，集电极电流ic和集电极电阻Rc上电压波形必然随ib产生同样的失真；而由于输出电压uo与Rc上电压的变化相位相反，从而导致uo波形产生顶部失真，因晶体管截止而产生的失真称为截止失真。②当Q点过高时，虽然基极动态电流ib为不失真的正弦波，但是由于输入信号正半周靠近峰值的某段时间内晶体管进入了饱和区，导致集电极动态电流ic产生顶部失真，集电极电阻Rc上的电压波形随之产生同样的失真。由于输出电压uo与Rc上电压的变化相位相反，从而导致uo波形产生底部失真，因晶体管饱和而产生的失真称为饱和失真。12．采用串联电压负反馈，可使放大电路的输入电阻，输出电阻。注释：P284-287负反馈对放大电路性能的影响：①稳定放大倍数②对输入电阻的影响：串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。③对输出电阻的影响：电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。＋R1＋uOR2200Ω0tUI200ΩUO图4＋UZ200Ω－－－图513．欲稳定静态工作点电流，应采用负反馈。注释：P80-81将输入信号为零，即直流电源单独作用时晶体管的基极电流、集电极电流、b-e间电压UBE、管压降UCE称为放大电路的静态工作点Q。P104所谓稳定Q点，通常是指在环境温度变化时静态集电极电流ICQ和管压降UCEQ基本不变，即Q点在晶体管输出特性坐标平面中的位置基本不变，而且，必须依靠IBQ的变化来抵消ICQ和UCEQ的变化。常引入直流负反馈或温度补偿的方法使IBQ在温度变化时产生于ICQ相反的变化。P106由于反馈出现在直流通路中，故称为直流负反馈。14．过零电压比较器的门限电压UT=。注释：P424-425单限比较器电路只有一个阈值电压，输入电压uI逐渐增大或减小过程中，当通过UT时，输出电压uo产生跃变，从高电平UoH跃变为低电平UOL，或者从低电平UOL跃变为高电平UoH。过零电压比较器是单限比较器，其阈值电压UT=0V。共23页，第4页15．串联型直流稳压电路如图5所示，已知UZ=5.3V，三极管的UBE=0.7V，则其输出电压UO的可调范围为。注释：晶体管基极电位为UZ+UBE=5.3+0.7=6V，三个200Ω电阻串联分压，滑动触点最上边时，(200+200)/(200+200+200)=6V/UO，UO=9V；滑动触点最下边时，200/(200+200+200)=6V/UO,UO=18V;1．在纯净的半导体中掺入5价元素杂质可获得型半导体，而掺入3价元素杂质可获得型半导体。2．要给PN结加反偏，应在其P端接电源的极，而在其N端接电源的极。3．PN结的电击穿有二种，分别是击穿与击穿。4．PN结的基本特性是。5．设图1中的二极管是理想的，则流过RL的电流为。VDRR＋＋＋＋E10VRLVS1RLVD100ΩUI1kΩUOUI3VUO－VS2－－－图1图2图36．已知图2所示电路中的输入电压UI=24V，稳压管VS1的稳定电压UZ1=6V，VS2的稳定电压UZ2=8V，VS1与VS2的正向压降均为0.7V，则输出电压UO=。7．测得放大电路中三极管三个电极的电位分别为4V、9V、3.3V，由此可见该管是管。8．设图3所示电路的二极管是理想的，UI=5V，则输出电压UO=。9．三种基本组态放大电路中，输入电阻最小的是共组态，放大能力最强的是共组态。10．理想集成运放工作在线性区的基本特性是。11．测得PNP管共发射极放大电路输入正弦信号时的输出电压uO的波形如图4所示，由此可判定它发生了失真。uO0t图4图512．采用并联电流负反馈，可使放大电路的输入电阻，输出电阻。13．欲稳定静态工作点电流，应采用负反馈。-R1R2++-300Ωuoui300Ω300Ω共23页，第5页14．过零电压比较器的门限电压UT=。15．串联型直流稳压电路如图5所示，已知UZ=5.3V，三极管的UBE=0.7V，则其输出电压UO的可调范围为。答案：1．3价5价2．＋－3．雪崩齐纳4．单向导电特性5．0.1A6．14V7．PNP硅8．3V9．集集10．虚短、虚断11．饱和12．增大减小13．直流电流14．015．9～18V1．NP2．－＋3．雪崩齐纳4．单向导电特性5．06．6.7V7．NPN硅8．5V9．基发射10．虚短、虚断11．截止12．减小增大13．直流电流14．015．9～18V二．选择题1．测得三极管各电极的电位分别为UC=－9V，UB=－3.7V，UE=－3V，由此可断定它工作在（）。A．截止区B．放大区C．饱和区D．不能断定2．已知硅二极管的正向压降UD在20ºC时为0.7V，则当温度上升到40ºC时变为（）。A．0.68VB．0.66VC．0.74VD．0.72V（设△UD/△T=－2mV/℃）注释：P20温度对二极管伏安特性的影响在环境温度升高时，二极管的正向特性曲线将左移，反向特性曲线将下移。在室温附近，温度每升高1℃，正向压降减小2~2.5mV；温度每升高10℃，反向电流约增大一倍。3．表示场效应管uGS对iD控制作用强弱的参数是（）。A．βB．gmC．rbeD．rbb´注释：P42由于漏极电流受栅源电压的控制，故称场效应管为电压控制元件。与晶体管用β（=△iC/△ib）来描述动态情况下基极电流对集电极电流的控制作用相类似，场效应管用gm来描述动态的栅源电压对漏极电流的控制作用，gm称为低频跨导gm=△iD/△uGS4．共发射极放大电路最基本的性质是（）。A．UO与Ui反相B．UO与Ui同相C．UO≈UiD．输入电阻忒大5．已知三极管极限参数PCM=10W，ICM=2A，U（BR）CE