模电(模拟电子技术)是电子工程专业的核心课程之一,考试中的计算题往往令许多学生感到头疼,本文将系统梳理模电考试中常见的计算题型、解题思路和备考策略,帮助您高效备考。
基本放大电路计算
共射放大电路参数计算
共射放大电路是最基础的放大电路,考试中常要求计算以下参数:
- 静态工作点(Q点):IBQ、ICQ、VCEQ
- 电压放大倍数Av
- 输入电阻Ri和输出电阻Ro
典型例题: 已知共射放大电路中,VCC=12V,RB=300kΩ,RC=3kΩ,β=100,VBE=0.7V,求: (1)静态工作点 (2)电压放大倍数(假设RL=∞)
解题步骤:
- 计算基极电流:IBQ = (VCC - VBE)/RB = (12-0.7)/300k ≈ 37.67μA
- 计算集电极电流:ICQ = β×IBQ = 100×37.67μA ≈ 3.767mA
- 计算VCEQ:VCEQ = VCC - ICQ×RC = 12 - 3.767m×3k ≈ 0.7V
- 电压放大倍数:Av = -β×RC/rbe,需先计算rbe = 200Ω + (1+β)×26mV/IEQ ≈ 200 + 101×26/3.767 ≈ 897Ω ∴ Av ≈ -100×3000/897 ≈ -334.4
共集和共基电路计算
共集电极电路(射极跟随器)特点:
- 电压放大倍数≈1
- 高输入电阻,低输出电阻
共基极电路特点:
- 电流放大倍数≈1
- 低输入电阻,高输出电阻
差分放大电路计算
差分放大电路是模拟集成电路的基础,考试重点包括:
- 差模增益Ad和共模增益Ac
- 共模抑制比CMRR
- 输入失调电压和电流
计算公式: 差模增益:Ad = -β×RC / [2×(rbe + (1+β)Re)] 共模增益:Ac ≈ -RC / (2Re) CMRR = |Ad/Ac|
反馈放大电路计算
反馈类型判断
考试中常给出电路图要求判断反馈类型:
- 电压/电流反馈
- 串联/并联反馈
- 正/负反馈
反馈对放大电路性能的影响
- 增益稳定性提高:Af ≈ 1/F (深度负反馈时)
- 非线性失真减小
- 频带展宽
计算示例: 某放大电路开环增益A=104,引入反馈系数F=0.01的负反馈,求闭环增益Af。
解:Af = A/(1+AF) = 104/(1+104×0.01) ≈ 99
运算放大器电路计算
基本运算电路
- 反相放大器:Av = -Rf/R1
- 同相放大器:Av = 1 + Rf/R1
- 差分放大器:Vo = (R2/R1)(V2-V1)
有源滤波器计算
- 一阶低通滤波器:截止频率fc = 1/(2πRC)
- 二阶滤波器:需计算品质因数Q和中心频率f0
功率放大电路计算
效率计算
甲类功率放大器最大效率:ηmax = 25% 乙类功率放大器理论最大效率:ηmax = 78.5%
输出功率计算
Pomax = (VCC - VCES)² / (2RL)
考试备考策略
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重点公式记忆:
- 晶体管电流方程:IC = β×IB
- rbe计算公式:rbe = 200 + (1+β)×26mV/IE(mA)
- 增益计算公式:Av = -β×R'L/rbe (共射)
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典型电路分析步骤:
- 静态分析→动态分析
- 画交流通路和小信号模型
- 根据模型列方程求解
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常见失分点:
- 静态工作点计算错误导致后续全错
- 反馈类型判断错误
- 运算放大器虚短虚断条件应用不当
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复习建议:
- 做透教材例题和课后习题
- 整理常见题型解题模板
- 重点练习近3年考题
计算题答题技巧
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规范答题步骤:
- 写出已知条件和要求
- 分步计算,标注单位
- 必要时画出等效电路
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单位一致性检查:
- mA与A、kΩ与Ω的换算
- 最终结果的合理范围判断
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时间分配建议:
- 简单计算题:5-8分钟/题
- 复杂分析题:10-15分钟/题
通过系统梳理模电考试中的各类计算题型,掌握核心公式和解题方法,配合适量练习,相信您能在考试中取得理想成绩,模电学习需要理解与计算并重,建议平时多动手推导公式,理解物理意义而非死记硬背。
参考资料:《模拟电子技术基础》(童诗白)、《电子线路》(线性部分)(谢嘉奎)、多所高校模电期末考试真题