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《电子技术基础》核心知识与典型试题精解

《电子技术基础》核心知识与典型试题精解

电子技术是信息时代的基石,其基础理论是从事电子、通信、自动化等相关领域学习和工作的必备知识。本文旨在对《电子技术基础》的核心内容进行梳理,并汇编典型试题进行精解,以帮助读者巩固知识、提升解题能力。

一、核心知识体系
《电子技术基础》通常涵盖模拟电子技术和数字电子技术两大板块。

  1. 模拟电子技术部分:主要研究连续变化的电信号及其处理电路。核心内容包括:
  • 半导体器件基础:二极管、双极型晶体管(BJT)、场效应管(FET)的工作原理、特性曲线及主要参数。
  • 基本放大电路:共射、共集、共基放大电路的静态工作点分析、交流小信号模型分析(微变等效电路法),计算电压放大倍数、输入/输出电阻等。
  • 集成运算放大器:理想运放特性、“虚短”与“虚断”概念,以及由运放构成的比例、加/减、积分、微分等基本运算电路的分析。
  • 负反馈放大电路:反馈类型判断(电压/电流、串联/并联)、反馈对放大电路性能(增益稳定性、通频带、非线性失真等)的影响。
  • 信号产生与处理电路:RC/LC正弦波振荡电路(如文氏电桥)的起振条件与稳幅原理,比较器、滤波电路的基本概念。
  • 直流稳压电源:整流、滤波、稳压(特别是串联型稳压电路和三端集成稳压器)的工作原理。
  1. 数字电子技术部分:主要研究离散(0和1)电信号及其逻辑运算与处理。核心内容包括:
  • 逻辑代数基础:基本逻辑运算(与、或、非)、常用公式、定理,以及逻辑函数的化简(公式法、卡诺图法)。
  • 门电路:TTL和CMOS门电路的基本特性、主要参数(如阈值电压、扇出系数)。
  • 组合逻辑电路:分析与设计方法,常用中规模集成器件(如编码器、译码器、数据选择器、加法器)的功能与应用。
  • 时序逻辑电路:触发器(RS、D、JK、T)的逻辑功能与特性方程,时序电路的分析与设计,常用时序器件(如寄存器、计数器)的功能与应用。
  • 脉冲波形产生与整形:施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器(如555定时器构成)的工作原理与应用。
  • 数模与模数转换:D/A转换器(如权电阻网络、R-2R倒T型)和A/D转换器(如逐次逼近型、双积分型)的基本原理与主要性能指标(分辨率、转换精度)。

二、典型试题精解汇编

试题一(模拟部分)
题目:如图所示共射放大电路,已知Vcc=12V,Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,Re=1kΩ,晶体管β=100,VBE(on)=0.7V。试求:(1)静态工作点Q(IBQ, ICQ, VCEQ);(2)电压放大倍数Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro(设RL=∞)。
精解:
(1)静态分析:采用估算法。IBQ ≈ (Vcc - VBE(on)) / (Rb + (1+β)Re) = (12-0.7) / (300+1011) ≈ 28.2μA。ICQ = βIBQ = 2.82mA。VCEQ = Vcc - ICQ(Rc+Re) = 12 - 2.82(3+1) = 0.72V(注意:此值偏低,接近饱和区)。
(2)动态分析:先求rbe = rbb' + (1+β)26mV / IEQ ≈ 200 + 10126/2.82 ≈ 1.13kΩ。Av = -βRc' / (Rb // rbe) ≈ -βRc / rbe = -100*3 / 1.13 ≈ -265。Ri = Rb // rbe ≈ rbe ≈ 1.13kΩ。Ro ≈ Rc = 3kΩ。
(注:本题重点考察静态工作点估算和动态参数计算,需注意VCEQ值是否合理。)

试题二(数字部分)
题目:用3线-8线译码器74HC138和必要的门电路实现逻辑函数 F(A,B,C) = Σm(0, 2, 4, 7)。
精解:
74HC138为低电平有效输出(Y0~Y7非)。给定的最小项表达式F = m0 + m2 + m4 + m7。由于译码器每个输出端对应一个最小项的非(例如Y0非 = m0非),因此,F = (m0非 m2非 m4非 m7非) 非。即 F = (Y0 Y2 Y4 Y7) 非。
实现电路:将输入变量A、B、C分别接至译码器的A2、A1、A0端(注意高低位顺序)。将输出端Y0、Y2、Y4、Y7接入一个4输入与非门,与非门的输出即为函数F。
(注:本题重点考察用译码器实现组合逻辑函数的方法,关键在于利用最小项与译码器输出的关系。)

试题三(综合应用)
题目:分析如图所示由555定时器构成的电路,说明其功能,并计算输出信号的频率和占空比(给定R1=10kΩ, R2=20kΩ, C=0.1μF)。
精解:
电路连接分析:555的放电端(7脚)通过R1、R2接至电源Vcc,阈值端(6脚)与触发端(2脚)相连并接至R2与C的连接点,电容C另一端接地。这是一个典型的多谐振荡器接法。
功能:产生矩形波(脉冲波)。
参数计算:充电时间 T1 = 0.693(R1+R2)C;放电时间 T2 = 0.693R2C。
振荡周期 T = T1 + T2 = 0.693(R1+2R2)C = 0.693(10+220)10^3 0.110^-6 ≈ 0.6935010^310^-7 = 0.003465 s = 3.465 ms。
频率 f = 1/T ≈ 288.6 Hz。
占空比 q = T1 / T = (R1+R2) / (R1+2R2) = (10+20) / (10+40) = 30/50 = 60%。
(注:本题为模数结合典型题,考察555定时器构成多谐振荡器的原理与参数计算。)

三、备考与学习建议
1. 夯实基础:深刻理解基本概念、原理和器件的特性,避免死记硬背。
2. 图文结合:善于分析电路图,将原理与电路结构对应起来。
3. 勤于练习:通过大量习题训练,熟练掌握分析方法和计算技巧,注意解题规范。
4. 归纳:对相似电路、易混淆概念(如不同组态放大电路、不同类型触发器)进行对比。
5. 注重应用:了解重要单元电路(如稳压电源、振荡电路、计数分频电路)在实际系统中的作用。

掌握《电子技术基础》,不仅为了应对考试,更是为了构建起后续深入学习专业课程和解决工程问题的能力框架。希望本文的梳理与精解能为您的学习之路提供切实帮助。

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更新时间:2025-12-21 22:01:57

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