电子电路基础(模电)期末复习

1、 电子电路基础电子电路基础 期期 末末 复复 习习 2 期末考试采用闭卷方式。期末考试采用闭卷方式。 期末总评成绩由平时成绩（占期末总评成绩由平时成绩（占30）和期末卷面成绩（）和期末卷面成绩（70）组）组 成，其中平时成绩包括课后作业和考勤。成，其中平时成绩包括课后作业和考勤。 缺勤或缺作业三分之一以上的，按学校有关规定将取消考试资格缺勤或缺作业三分之一以上的，按学校有关规定将取消考试资格 。 期末考试说明期末考试说明 3 考考 试试 题题 型型 一、单项选择题一、单项选择题 （本大题共（本大题共 12 12小题，每小题小题，每小题2 2分，共分，共2424分）分） 二、简答题二、简答题 （

2、本大题共（本大题共5 5小题，每小题小题，每小题4 4分，共分，共2020分）分） 三、简单分析、计算题三、简单分析、计算题 （本大题共（本大题共3 3小题，每小题小题，每小题8 8分，共分，共2424分）分） 四、综合分析、计算题四、综合分析、计算题 （本大题共（本大题共2 2小题，每小题小题，每小题1616分，共分，共3232分）分） 4 一、单项选择题一、单项选择题 1.1.在在 P 型半导体中，自由电子浓度型半导体中，自由电子浓度 空穴浓度。空穴浓度。 A. 小于小于 B. 等于等于 C. 大于大于 D. 不确定不确定 2.2.在下图所示三个电路中，图在下图所示三个电路中，图 是比例恒

3、流源。是比例恒流源。 图图A图图B 图图C A A 5 二、简答题二、简答题 1.1.右下图所示电路：请分析在电路参数合理，输入信号较小右下图所示电路：请分析在电路参数合理，输入信号较小 情况下，下列电路能否处于放大状态工作？如果不能，情况下，下列电路能否处于放大状态工作？如果不能， 请修改？请修改？ (就在图上改，尽量少改。就在图上改，尽量少改。) VCC RCRB + - - vi C3 C1 C2 + - - vo 答：不能答：不能 VCC RCRB + - - vi C3 C1 C2 + - - vo 6 三、简单分析、计算题三、简单分析、计算题 1.1.请判断如下图所示比较器的类型，

4、分析其输出输入关系请判断如下图所示比较器的类型，分析其输出输入关系, 画出它的电压传输特性曲线。画出它的电压传输特性曲线。 - - + A vo vS + - - R3R VREF R1 R2 解：反相输入迟滞比较器解：反相输入迟滞比较器 REF 21 1 O 21 2 S V RR R v RR R v 令令 得门限电平：得门限电平： REF 21 1 OH 21 2 IH V RR R V RR R V REF 21 1 OL 21 2 IL V RR R V RR R V vS vo VOH 0 比较特性比较特性 VOL VILVIH 7 四、综合分析、计算题四、综合分析、计算题 1、V

5、T1、VT2构成的差分构成的差分 放大器如图所示放大器如图所示, 已知：已知： R=14.3k , RC=10k ， 所有三极管的所有三极管的 =100， rbb=200 , VBEQ=0.7V。 (2) 计算计算 ICQ1 和和 ICQ2 ； (3) 计算差模输入电阻，输出电阻和差模电压放大倍数。计算差模输入电阻，输出电阻和差模电压放大倍数。 写出共模抑制比写出共模抑制比KCMR 。 (1) 分析分析VT3、VT4构成构成 什么电路，主要提高了什么电路，主要提高了 差分放大器的什么性能差分放大器的什么性能 指标？指标？ 8 解：解：(1) VT3、VT4构成镜像恒流源电路，主要提高了构成镜像

6、恒流源电路，主要提高了 差分放大器的共模抑制比，稳定了静态工作点。差分放大器的共模抑制比，稳定了静态工作点。 (2) mA1 3 .14 )15(7 . 0 EEBEQ EE R VV I mA5 . 0 2 EE CQ2CQ1 I II k45. 5 26 )1 ( EQ bbbe I rr 9 (3) k9 .102 beid rR k10 cod RR 49.183 45. 5 10001 be C vd r R A (4) 模抑制比模抑制比 KCMR 10 一、单项选择题一、单项选择题 1.1.在本征半导体中掺入五价元素后形成的杂质半导体，其在本征半导体中掺入五价元素后形成的杂质半导体

7、，其 中的多数载流子是中的多数载流子是 。 A自由电子自由电子C带正电荷的杂质粒子带正电荷的杂质粒子 B空穴空穴D带负电荷的杂质粒子带负电荷的杂质粒子 2.2.差分放大差分放大电路广泛应用于集成运算放大器的电路广泛应用于集成运算放大器的 。 A A. 输入级输入级 B. 中间级中间级 C. 输出级输出级 D. 偏置电路偏置电路 A 3.3. 发生在发生在 乙类功率放大电路中。乙类功率放大电路中。 A. 截止失真截止失真 B. 饱和失真饱和失真 C. 交越失真交越失真 D. 频率失真频率失真 C 11 4.4.能同时进行电流和电压放大的是能同时进行电流和电压放大的是 电路。电路。 5.5.在杂质

8、半导体中，主要由在杂质半导体中，主要由 决定多数载流子浓度。决定多数载流子浓度。 C A. 杂质元素杂质元素 B. 掺杂浓度掺杂浓度 C. 温度温度 D. 晶体材料晶体材料 B 6.6.单级共射放大电路中，单级共射放大电路中， 将影响放大器的低频特性。将影响放大器的低频特性。 A. 晶体管晶体管值值 B. 晶体管极间电容晶体管极间电容 C. 晶体管类型晶体管类型 D. 耦合电容和旁路电容耦合电容和旁路电容 D A. 共集共集 B. 共基共基 C. 共发共发 7.7.在理想运算放大器中，在理想运算放大器中， 0 。 A. Avd B. Rid C. Rod D. KCMR C 12 8.8.为了

9、稳定放大电路的输出电流，并减小输入电阻，应当为了稳定放大电路的输出电流，并减小输入电阻，应当 引入引入 。 9 9. PN 结处于动态平衡时，扩散电流结处于动态平衡时，扩散电流 漂移电流。漂移电流。 A. 大于大于 B. 小于小于 C. 等于等于 B 10. P沟道沟道EMOS管工作于饱和区的外加电压极性应满足：管工作于饱和区的外加电压极性应满足： VGS 0，VDS 0 。 。 A. 大于，小于大于，小于 B. 小于，大于小于，大于 C. 大于，大于大于，大于 D. 小于，小于小于，小于 C A. 电流串联负反馈电流串联负反馈 B. 电流并联负反馈电流并联负反馈 C. 电压串联负反馈电压串联

10、负反馈 D. 电压并联负反馈电压并联负反馈 D 13 11.11.在下列的晶体管参数中，在下列的晶体管参数中， 随温度的升高反而减小。随温度的升高反而减小。 1212. A、B、C三个二极管在同样测试条件下的正向、反向三个二极管在同样测试条件下的正向、反向 电流如下列所示。电流如下列所示。 二极管的性能最好二极管的性能最好 。 A. 0.8mA、2 A B. 2mA、2 A C. 2mA、1 A B 13. A、B、C三个三个PNP三极管的集电极、基极和发射极的电三极管的集电极、基极和发射极的电 位分别如下，位分别如下， 工作于饱和区。工作于饱和区。 A. - -7V，- -3.7V，- -3

11、V B. - -7V，- -0.7V，- -1V C. - -3.4V，- -3.7V，- -3V C C A. B. VBE(on) C. ICBO D. IS 14 二、简答题二、简答题 1.1.设右下图所示电路中的二极管是理想的，确定两个二极管设右下图所示电路中的二极管是理想的，确定两个二极管 的工作状态，并求的工作状态，并求VAO值。值。 答：答：D1截止，截止，D2导通。导通。 + - - + D1 D2 + - A O VAO 4V 8VVAO = - -4 V 2.2.场效应管的输出特性曲线如下图所示，请指出该场效应管场效应管的输出特性曲线如下图所示，请指出该场效应管 类型，画出

12、对应的场效应管电路符号。类型，画出对应的场效应管电路符号。 iD/mA vDS /V 0 VGS =5V 3.5V 4V 4.5V 答：答：N沟道增强沟道增强 型型MOS管。管。 S G U D VGS(th) = 3 V 15 3.3.问：问： 已知某电路中未损坏晶体管的各端电位如下图已知某电路中未损坏晶体管的各端电位如下图 (a) 所示，请判断该晶体管所处的工作状态；所示，请判断该晶体管所处的工作状态； 处于放大状态处于放大状态 的晶体管各端电位如下图的晶体管各端电位如下图(b) 所示，请标明该晶体管各电极所示，请标明该晶体管各电极 名称、晶体管类型和制造晶体管材料类型。名称、晶体管类型和

13、制造晶体管材料类型。 答答: 图图(a) 所示三极所示三极 管工作于管工作于 放大区。放大区。 +0V +11V - -0.7V (a) 答答: 图图(b) 所所 示三极管是示三极管是 NPN锗管。锗管。 发射极，发射极， 集电极，集电极， 基极。基极。 (+4V) (+9V)(+4.2V) (b) 16 4.4.写出下图所示电路的名称和输入输出的表达式。写出下图所示电路的名称和输入输出的表达式。 答：一阶有源低通滤波器答：一阶有源低通滤波器 0 v0 v j1 )j ( A A 1 f v0 1 R R A RC 1 0 17 5.5.判断如右下图所示电路的反馈极性和反馈类型。判断如右下图所

14、示电路的反馈极性和反馈类型。 答：电流并联负反馈。答：电流并联负反馈。 RC1 RE2 + - RL vs Rs RC2 T1 T2 RF + - vo + + - - - - - - 18 三、简单分析、计算题三、简单分析、计算题 1.1.写出右下图所示电路的名称，求：写出右下图所示电路的名称，求： 电路的放大倍数和输入电阻；电路的放大倍数和输入电阻； R2 = ？ 解：反向放大器。解：反向放大器。 放大倍数放大倍数 AV = - -RF / R1 输入电阻输入电阻 Ri = - -R1 R2 = RF / R1 19 2.2.已知某滤波器的传递函数如下，判断滤波器的类型，画出已知某滤波器的

15、传递函数如下，判断滤波器的类型，画出 其幅频特性渐近波特图其幅频特性渐近波特图 。 23 )101 ( 1000 )( j jA 解：二阶有源高通滤波器。解：二阶有源高通滤波器。 )101lg(4060dB)( 3 jA 0 Av( )/dB /(rad/s) 102 40dB/十倍频十倍频 60 20 103 幅频特性渐近幅频特性渐近 波特图如右波特图如右 20 3.3.放大电路如下图所示，请画出其直流通路和交流通路放大电路如下图所示，请画出其直流通路和交流通路 。 解：解： - -VCC RCRB1 RB2 RE - -VCC RCRB1 vs + - - RL + - - vo RB2

16、RECE RS + + + C1 C2 RC RB1 vs + - - RL + - - vo RB2 RS 21 4.4.请判断如下图所示比较器的类型，分析其输出输入关系，请判断如下图所示比较器的类型，分析其输出输入关系， 画出它的电压传输特性曲线。画出它的电压传输特性曲线。 解：单限比较器解：单限比较器 - - + A vO vS R1 2V R R 02 S V RR R v RR R v - 令令 VZ = 6V 得门限电压：得门限电压： Vv2 S 电压传输特性曲线如下电压传输特性曲线如下 vS vo - -2V + +6V - -6V 22 四、综合分析、计算题四、综合分析、计算题

17、 1、在下图所示电路中，设、在下图所示电路中，设A1、A2、A3 均为理想运放：均为理想运放： 试问试问A1、A2、A3 各组成何种基本运算电路；各组成何种基本运算电路； 已知已知uI1 = 10 mV，uI2 = 30 mV，求，求 uO = ？ 23 解：解：A1、A2、A3 分别组成了同相跟随器、反相放大器分别组成了同相跟随器、反相放大器 和反相加法器；和反相加法器； I1o1 uu I2I2o2 50 50 uuu o2o1o2 4 f2 o1 3 f2 o 20 40 10 40 uuu R R u R R u I2I1 24uu mV20302104 24 2、在下图所示电路中、在

18、下图所示电路中, T3和和T4的饱和压降均为的饱和压降均为1V, RL=8。 问：该电路中由哪些基本单元放大电路组成？二极管问：该电路中由哪些基本单元放大电路组成？二极管 D1、D2起何作用？试求该电路的最大输出功率起何作用？试求该电路的最大输出功率Pomax和和T3 的管耗，当的管耗，当Rb=1K, RF=99K时，近似计算最大输出时时，近似计算最大输出时 的输入电压幅值。的输入电压幅值。 RCRC Rb Rb R1 R2 D1 D2 RL R3 vo + - vi RE T1T2 T3 T4 VCC=+9V VEE=- -9V + - RF 解：该电路由解：该电路由 差分放大电路和差分放大

19、电路和 乙类功率放大电乙类功率放大电 路两个基本单元路两个基本单元 放大电路组成。放大电路组成。 + + + + + + vf + + + + 25 二极管二极管D1、D2的作用为两个三极管提高一定的直流的作用为两个三极管提高一定的直流 偏压，使三极管微导通。从而克服交越失真。偏压，使三极管微导通。从而克服交越失真。 V819 )CE(CCsatom VVV W4 82 8 2 2 L 2 om omax R V P WP P PPP87. 0)( 2 1 )( 2 1 omax omax omaxdC %78.69 9 8 44 CC Om V V 26 由电路图可知该电路采用了电压串联负反

20、馈，假设由电路图可知该电路采用了电压串联负反馈，假设 反馈深度足够大，可得：反馈深度足够大，可得： 01. 0 991 1 Fb b o f fv RR R v v k 电压反馈系数：电压反馈系数： 100 1 fvi o vf kv v A 电压放大倍数：电压放大倍数： V08. 0 100 8 vf o im A v v 输入电压最大幅值：输入电压最大幅值： 27 第一章第一章 半导体基础元件半导体基础元件 与非线性与非线性电路电路 期期 末末 复复 习习 28 半导体器件所用的主要材料是硅半导体器件所用的主要材料是硅( (Si) )和锗和锗( (Ge) )。 1.11.1 单一类型半导体

21、的导电性能单一类型半导体的导电性能 一、基本概念一、基本概念 本征本征 半导体半导体 N型半导体型半导体 半半 导导 体体 杂质杂质 半导体半导体 P型半导体型半导体 本征本征 激发激发 复合复合 自由电子自由电子 - -空穴对空穴对 少数载流子少数载流子 多数载流子多数载流子 温度一定时，激发与复合在某一热平衡值上达到温度一定时，激发与复合在某一热平衡值上达到 动态平衡。动态平衡。 二、载流子浓度二、载流子浓度 1. 本征半导体本征半导体 i 2 3 i 2 0 epATn kT g E T导电能力导电能力 ni 或光照或光照 热敏特性热敏特性 光敏特性光敏特性 少子浓度取决于少子浓度取决于

22、温度温度的激发。的激发。 多子浓度主要取决于多子浓度主要取决于掺杂浓度掺杂浓度。 2. 杂质半导体杂质半导体 30 综上所述，在杂质半导体中，因为掺杂，载流子综上所述，在杂质半导体中，因为掺杂，载流子 的数量比本征半导体有相当程度的增加，尽管参杂的的数量比本征半导体有相当程度的增加，尽管参杂的 含量很小，但对半导体的导电能力影响却很大，使之含量很小，但对半导体的导电能力影响却很大，使之 成为提高半导体导电性能最有效的方法。成为提高半导体导电性能最有效的方法。 杂质杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。型半导体多子和少子的移动都能形成电流。 但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子但由于数量

23、的关系，起导电作用的主要是多子。 杂质半导体总体上保持电中性。杂质半导体总体上保持电中性。 1. 晶体二极管结构及电路符号：晶体二极管结构及电路符号： PN 正极正极负极负极 2. 晶体二极管的主要特性：晶体二极管的主要特性：单方向导电特性单方向导电特性 1.21.2 半导体二极管的导电性能半导体二极管的导电性能 3. PN 结结 N型型P型型 PN结结 载流子在浓度差作用下的运动称载流子在浓度差作用下的运动称扩散运动，扩散运动，所形所形 成的电流称成的电流称扩散电流。扩散电流。 载流子在电场作用下的运动称载流子在电场作用下的运动称漂移运动，漂移运动，由此由此形成形成 的电流称的电流称漂移电流

24、。漂移电流。 4. 半导体中的两种电流：半导体中的两种电流： 5. PN 结形成的物理过程结形成的物理过程 阻止多子扩散阻止多子扩散 出现内建电场出现内建电场 开始因浓度差开始因浓度差产生空间电荷区产生空间电荷区引起多子扩散引起多子扩散 利于少子漂移利于少子漂移 最终达动态平衡最终达动态平衡 注意：注意： PN 结处于动态平衡时，扩散电流与漂移电流结处于动态平衡时，扩散电流与漂移电流 相抵消，通过相抵消，通过 PN 结的电流为零。结的电流为零。 PN结的物理空间称为结的物理空间称为耗尽层、耗尽层、或或空间电荷区空间电荷区、或、或势垒区。势垒区。 空间电荷区产生电场空间电荷区产生电场 内电场内电

25、场 内电场阻止多子的扩散内电场阻止多子的扩散 阻挡层。阻挡层。 空间电荷区正负离子之间电位差空间电荷区正负离子之间电位差 VB0 电位壁垒电位壁垒。 室温时室温时 锗管锗管 VB0 0.2 0.3 V 硅管硅管 VB0 0.5 0.7 V 6. PN结的一些术语：结的一些术语： 7. PN 结结伏安特性方程式伏安特性方程式 ) 1e ( T j j S V v Ii q kT V T 热电压热电压 26 mV( (室温室温) )其中：其中： IS 为反向饱和电流，其值与外加电压近似无关，但为反向饱和电流，其值与外加电压近似无关，但 受温度影响很大。受温度影响很大。 正偏时：正偏时： T e S

26、 V V II 反偏时：反偏时： S II 8. PN 结结伏安特性曲线伏安特性曲线 ID(mA) V(V) VD(on) - -IS Si Ge VD(on)= 0.7V IS=(10-910-16)A 硅硅PNPN结结 VD(on)= 0.25V 锗锗PNPN结结 IS=(10-610-8)A 温度每升高温度每升高1010，I IS S约增加一倍。约增加一倍。 温度每升高温度每升高11，VD(on)约减小约减小2.52.5mV, , 36 9. PN 结的电容特性结的电容特性 是是PN结内净电荷量随外加电压变化产生的电容效应。结内净电荷量随外加电压变化产生的电容效应。 q 势垒电容势垒电容

27、 CT q 扩散电容扩散电容 CD 是由多数载流子在扩散过程中积累而引起的。是由多数载流子在扩散过程中积累而引起的。 PN 结总电容：结总电容： Cj = CT + CD PN 结正偏时，以结正偏时，以 CD 为主。为主。 通常：通常：CD 几十几十 pF 几千几千 pF。 PN 结结反偏时，以反偏时，以 CT 为主。为主。 通常：通常：CT 几几 pF 几十几十 pF。 37 其中其中P型和型和N型半导体为单一类型半导体，存在型半导体为单一类型半导体，存在体体 电阻电阻。其。其阻值阻值取决于半导体温度和取决于半导体温度和PN结以外的几何尺结以外的几何尺 寸。寸。 PN 正极正极负极负极 10

28、. 二极管二极管 二极管通常分为普通二极管、稳压二极管、发光二极管通常分为普通二极管、稳压二极管、发光 二极管和光电二极管。其中，稳压二极管、发光二极二极管和光电二极管。其中，稳压二极管、发光二极 管和光电二极管称为特殊二极管。管和光电二极管称为特殊二极管。 普通二极管的电阻特性普通二极管的电阻特性 （1）反向特性。）反向特性。 二极管的反向电流主要由二极管的反向电流主要由PN结的反向饱和电流结的反向饱和电流 IS 决决 定。定。硅管的硅管的 为为nA数量级，锗管的数量级，锗管的 为为 A数量级数量级。 （2）正正向特性。向特性。 电流较小时，电流较小时，二极管的伏安特性二极管的伏安特性 更接近指数特性；更接近指数特性； 电流较大电流较大时，二极时，二极 管的伏安特性更接近直线特性。管的伏安特性更接近直线特性。 电流有明显数值时对应的外加正电流有明显数值时对应的外加正 向电压称为向电压称为门坎电压门坎电压，记为，记为Vth。硅二。硅二 极管约为极管约为0.5V，锗二极管，锗二极管 约为约为0.1V。 Vth Si 39 普通二极管参数普通二极管参数 最大整流电