安徽大学《半导体物理与器件》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《半导体物理与器件》2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、数字电路中的数据选择器可以根据输入的控制信号选择不同的输入数据进行输出。对于一个4选1数据选择器，当控制信号为11时，会选择哪个输入数据进行输出？（）A.第一个输入数据B.第二个输入数据C.第三个输入数据D.第四个输入数据2、假设存在一个时谐电磁场，电场强度的复数形式为E=E0exp(i(k·r-ωt))，其中k是波矢，ω是角频率。则磁场强度的复数形式为（真空磁导率为μ0）：（）A.H=(E0/ωμ0)exp(i(k·r-ωt))B.H=(E0/μ0)exp(i(k·r-ωt+π/2))C.H=(E0/ωμ0)exp(i(k·r-ωt+π/2))D.H=(E0/μ0)exp(i(k·r-ωt))3、在一个电气控制系统中，使用了触摸屏作为人机交互界面。操作人员可以通过触摸屏输入控制指令、查看系统运行状态和参数。触摸屏与控制器通过通信协议进行数据交换。关于这种触摸屏人机交互方式，以下描述错误的是（）A.操作直观方便B.界面可定制性强C.通信速度快，实时性好D.对操作人员的技术要求高4、在一个电力电子设备中，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是一种常用的功率开关器件。以下哪个特点不是IGBT的优点？（）A.开关速度快B.导通压降小C.输入阻抗高D.价格便宜5、在电动力学中，一个电流元Idl在空间某点产生的磁感应强度dB与电流元的关系为：（）A.dB与Idl成正比，与距离的平方成反比B.dB与Idl成正比，与距离成正比C.dB与Idl成正比，与距离成反比D.dB与Idl成反比，与距离成正比6、已知一个场效应管的输出特性曲线，在VGS=2V时，漏极电流ID从1mA变化到2mA，对应的VDS从5V变化到6V。请问该场效应管的跨导约为多少？（）A.500μSB.1000μSC.1500μSD.2000μS7、有一个理想导体球，半径为R，处于外电场E中。则导体球表面的感应电荷面密度与外电场的关系为：（）A.正比于外电场的大小B.反比于外电场的大小C.正比于外电场的平方D.反比于外电场的平方8、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行滤波和放大。以下哪种滤波器和放大器的组合可以实现较好的性能？（）A.低通滤波器和共射极放大器B.高通滤波器和共基极放大器C.带通滤波器和共集电极放大器D.带阻滤波器和差分放大器9、在数字电路设计中，需要考虑电路的功耗和面积之间的平衡。以下哪种方法可以在一定程度上实现这种平衡？（）A.选择低功耗的逻辑门B.优化电路的布局和布线C.减少电路的功能D.以上都是10、在一个由三极管构成的共射极放大电路中，若基极电流增大，而其他参数不变，集电极电流将：（）A.不变B.减小C.增大D.先增大后减小11、在电力系统的暂态稳定分析中，通常采用等面积定则来判断系统在受到大扰动后的稳定性。等面积定则的基本思想是比较加速面积和减速面积的大小。下列关于等面积定则应用条件的描述，错误的是（）A.系统必须是简单的单机无穷大系统B.扰动后系统的结构和参数保持不变C.不考虑原动机调速器和励磁调节器的作用D.只适用于分析短路故障引起的暂态稳定问题12、在某电气控制系统中，需要对一个交流电机进行正反转控制，并要求在正反转切换时进行电气互锁。若互锁电路失效，可能会导致什么后果？（）A.电机无法启动B.电机烧毁C.控制电路短路D.以上都有可能13、一个共集电极放大电路，输入电阻约为2kΩ，输出电阻约为200Ω，电压增益约为0.98。若输入信号源内阻为1kΩ，负载电阻为2kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（）A.0.49B.0.96C.0.98D.0.9914、在一个数字电路实验中，需要观察信号的时序关系。以下哪种仪器最适合用于这个目的？（）A.示波器B.万用表C.信号发生器D.逻辑分析仪15、考虑一个用于实现乘法运算的数字电路，输入为两个2位二进制数。当输入分别为10和11时，电路输出为110。若输入变为11和10，那么电路的输出最有可能是（）A.110B.101C.100D.011二、多选题（本大题共15小题，每小题2分，共30分．有多个选项是符合题目要求的．）1、对于电动力学中的电磁张量，以下特点描述准确的有（）A.是一个二阶张量B.包含电场和磁场信息C.具有对称性D.与参考系无关2、在研究电磁感应现象时，以下哪些情况会产生感应电动势（）A.磁场变化B.导体运动C.面积变化D.电流变化3、电气控制线路中，导线的选择应考虑哪些因素？A.电流大小B.工作环境C.机械强度D.成本4、在数字系统中，以下关于总线的描述，正确的有（）A.可以实现多个部件之间的数据传输B.分为地址总线、.只有高电平和低电平两种状态C.抗干扰能力强D.便于存储和处理5、以下关于数字电路中的DAC（数模转换器）的性能指标，正确的有（）A.分辨率B.建立时间C.线性度D.转换精度6、对于组合逻辑电路，以下说法正确的有（）A.输出仅取决于当前的输入B.不存在反馈回路C.可以用逻辑表达式、真值表和电路图等方式描述D.可能存在竞争冒险现象7、对于数字电路中的乘法器，以下哪些说法是正确的？（）A.可以实现两个数的乘法运算B.有硬件乘法器和软件乘法器之分C.运算速度对系统性能有重要影响D.通常采用移位相加的方法实现8、对于数字电路中的计数器，以下可以改变计数方向的方法有（）A.改变输入脉冲的极性B.调整控制信号C.重新设置初始值D.改变计数器的类型9、在电力系统的电压控制中，无功电源的配置原则包括（）A.分层分区平衡B.就地补偿为主C.集中补偿为辅D.随负荷变化灵活调整10、电力系统中的短路计算方法包括（）A.标幺值法B.有名值法C.短路容量法D.对称分量法11、以下关于电力系统中的黑启动的描述，正确的有（）A.是系统全停后的恢复过程B.需要选择合适的启动电源C.恢复步骤有严格的顺序D.可以快速恢复系统供电12、在数字电路的优化设计中，以下哪些方面可以考虑？（）A.减少逻辑门的数量B.提高电路的工作速度C.降低电路的功耗D.增强电路的可扩展性13、在工厂的电动机控制中，以下哪些方式可以实现调速？（）A.改变电源频率B.改变电机极对数C.改变转差率D.改变电机绕组接法14、在数字电路中，提高系统时钟频率可能带来的影响有（）A.增加数据处理速度B.对电路的稳定性要求更高C.可能导致功耗增加D.对布线和布局的要求更严格15、在电力电子设备的故障诊断中，以下哪些方法可以使用？（）A.监测设备的电气参数B.分析设备的热特性C.采用人工智能算法D.进行设备的定期检测三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）说明集成运放构成的窗口比较器的工作原理和应用。2、（本题5分）解释电气控制系统中固态继电器的特点。3、（本题5分）分析电磁波在分层介质中的传播和反射。4、（本题5分）阐述电力系统中的一次设备和二次设备分别有哪些？5、（本题5分）说明电气控制中如何实现电气设备的智能化控制。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某高层建筑的消防电气系统在维护过程中发现了一些设备老化的问题。分析可能的原因，并提出更新和维护建议以确保消防系统的可靠性。2、（本题10分）某医院的手术室电气设备对电源的稳定性和可靠性要求极高。请分析手术室电气设备的特殊需求