集成電路CMOS題庫

1、一、選擇題Moore在1965年預(yù)言：每個(gè)芯片上晶體管的數(shù)目將每個(gè)月翻一番。（B）2 .MOSI的小信號輸出電阻是由乂0范的效應(yīng)產(chǎn)生的。（C）A.體B.襯偏C.溝長調(diào)制D.亞閾倡導(dǎo)通3 .在CMOS1擬集成電路設(shè)計(jì)中，我們一般讓 MOST工作在區(qū)。（D）A.亞閾值區(qū)B.深三極管區(qū)C.三極管區(qū)D.飽和區(qū)管一旦出現(xiàn)現(xiàn)象，此時(shí)的 MOST將進(jìn)入飽和區(qū)。（A）A.夾斷B.反型C.導(dǎo)電 D.耗盡5. 表征了 MO潴件的靈敏度。（C）A. ro B. gmb C. gm D. uncox6. Cascode放大器中兩個(gè)相同的NMO管具有不相同的。（B）A. ro B. gm b C. gm D. un c

2、ox7. 基本差分對電路中對共模增益影響最顯著的因素是。（ C）A.尾電流源的小信號輸出阻抗為有限值B.負(fù)載不匹配C.輸入MO杯匹配 D.電路制造中的誤差8. 下列電路不能能使用半邊電路法計(jì)算差模增益。（ C ）A.二極管負(fù)載差分放大器B.電流源負(fù)載差分放大器C.有源電流鏡差分放大器負(fù)載Casocde差分放大器9. 鏡像電流源一般要求相同的。（ D ）A. 制造工藝B. 器件寬長比C. 器件寬度W D. 器件長度L10. NMOS管的導(dǎo)電溝道中依靠導(dǎo)電。（）A. 電 子B. 空 穴C. 正 電荷D.負(fù)電荷11. 下列結(jié)構(gòu)中密勒效應(yīng)最大的是。（ A）A. 共 源 級 放 大 器B. 源 級 跟

3、隨器C. 共 柵 級 放 大 器D. 共 源 共 柵 級 放 大12.在NMOSK 若Vw 0會使閾值電。(A)A. 增大B. 不變小D.可大可小13 .模擬集成電路設(shè)計(jì)中可使用大信號分析方法的是。A.增益B.輸出電阻幅D.輸入電阻14 .模擬集成電路設(shè)計(jì)中可使用小信號分析方法的是。A.增益B.電壓凈空C.減(C)C.輸出擺(A)C.輸出擺幅D.輸入偏置15 .下圖中，其中電壓放大器的增益為-A,假定該放大器為理想放大器。請計(jì)算()a. a1 AB.第15題R(1 A).R(11 A)16 .不能直接工作的共源極放大器是共源極放大器cA.電阻負(fù)載載C.電流源負(fù)載載17 .模擬集成電路設(shè)計(jì)中的最

4、后一步是。(B)A. 電 路 設(shè) 計(jì)計(jì)C.規(guī)格定義擇(0B.二極管連接負(fù)D.二極管和電流源并聯(lián)負(fù)B. 版 圖 設(shè)D.電路結(jié)構(gòu)選18.在當(dāng)今的集成電路制造工藝中，工藝制造的IC在功耗方面具有最大的優(yōu)電路的等效輸入電阻為。勢。B）管的導(dǎo)電溝道中依靠導(dǎo)電。（ B）B. 電 子B. 空 穴C. 正 電荷D.負(fù)電荷20. 電阻負(fù)載共源級放大器中，下列措施不能提高放大器小信號增益的是。（ D）A. 增 大 器 件 寬 長 比B. 增 大 負(fù) 載 電阻C. 降 低 輸 入 信 號 直 流 電 平D. 增 大 器 件 的 溝 道 長 度L21. 下列不是基本差分對電路中尾電流的作用的是。（ D）A. 為 放

5、大 器 管 提 供 固 定 偏 置B. 為 放 大 管 提 供 電 流 通路C. 減 小 放 大 器 的 共 模 增 益D. 提 高 放 大 器 的 增益22. 共源共柵放大器結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要特性就是輸出阻抗。（ D）A. 低B. 一 般C.高D.很高23. MOS的漏源電流受柵源過驅(qū)動(dòng)電壓控制，我們定義來表示電壓轉(zhuǎn)換電流的能力。 （ A）A. 跨 導(dǎo)B. 受 控 電 流 源C. 跨阻D.小信號增益管漏電流的變化量除以柵源電壓的變化量是。（ C）A. 電 導(dǎo)B. 電 阻C. 跨導(dǎo)D.跨阻25. 隨著微電子工藝水平提高, 特征尺寸不斷減小, 這時(shí)電路的工作電壓會（D）D.不斷降低A. 不 斷 提

6、高B. 不 變C. 可 大 可小26 .工作在飽和區(qū)的MO第，可以被看作是一個(gè)A.恒壓源(B)源C.恒流源源27 .模擬集成電路設(shè)計(jì)中的第一步是。A.電路設(shè)計(jì)計(jì) 義管中，如果VB變得更負(fù)，則耗盡層A.不變B.變寬D.幾乎不變29 .模擬集成電路設(shè)計(jì)中的最后一步是。A. 電路設(shè)計(jì) 計(jì) 義30 .不能直接工作的共源極放大器是A.電阻負(fù)載載C.電流源負(fù)載 載B.電壓控制電流D.電流控制電壓(0B.版圖設(shè)C. 規(guī) 格 定D.電路結(jié)構(gòu)選擇(0得更窄C.變得更(B)B.版圖設(shè)C. 規(guī) 格 定D.電路結(jié)構(gòu)選擇(C )共源極放大器。B.二極管連接負(fù)D.二極管和電流源并聯(lián)負(fù)31 .采用二極管連接的CMOS因漏極

7、和柵極電勢相同，這時(shí)晶體管總是工作在。(A.線性區(qū)B.飽和區(qū)C. 截止區(qū)D. 亞閾值區(qū)32 .對于MOS管，當(dāng) W/L保持不變時(shí)，MOS管的跨導(dǎo)隨過驅(qū)動(dòng)電壓的變化是 0(A.單調(diào)增加 B.單調(diào)減小 C.開口向上的拋物線 D. 開口向下的拋物 線33 .對于MOS器件，器件如果進(jìn)入三極管區(qū)(線性區(qū))，跨導(dǎo)將A.增加 B. 減少 C. 不變 D.可能增加也可能減小34 .采用PMOSC極管連接方式做負(fù)載的NMOS#源放大器，下面說法正確的A. PMOS口 NMO都存在體效應(yīng)，電壓放大系數(shù)與 NMO羽PMOS勺寬長比有關(guān)。B. PMOS口 NMO都存在體效應(yīng)，電壓放大系數(shù)與NMO© PMO

8、S勺寬長比無關(guān)。C. PMOS口 NMOS不存在體效應(yīng)，電壓放大系數(shù)與 NMOS口 PMOS勺寬長比無關(guān)。D. PMOS口 NMO不存在體效應(yīng)，電壓放大系數(shù)與NMOS口 PMOS勺寬長比有關(guān) 。 35.在 W/L保持不變的情況下，跨導(dǎo)隨過驅(qū)動(dòng)電壓和漏電流變化的關(guān)系 是 ()A.跨導(dǎo)隨過驅(qū)動(dòng)電壓增大而增大，跨導(dǎo)隨漏電流增大而增大。B.跨導(dǎo)隨過驅(qū)動(dòng)電壓增大而增大，跨導(dǎo)隨漏電流增大而減小。C.跨導(dǎo)隨過驅(qū)動(dòng)電壓增大而減小，跨導(dǎo)隨漏電流增大而增大。D.跨導(dǎo)隨過驅(qū)動(dòng)電壓增大而減小，跨導(dǎo)隨漏電流增大而減小。36 .和共源極放大器相比較，共源共柵放大器的密勒效應(yīng)要 。()A.小得多B.相當(dāng)C. 大得多D.不確

9、定37 . MOSFETSI勺閾值電壓具有 溫度特性。()A . 零B. 負(fù)C. 正D.可正可負(fù)。38.在差分電路中，可采用恒流源替換”長尾”電阻.這時(shí)要求替換“長尾” 的 恒 流 源 的 輸 出 電 阻。()A.越高越好B.越低越好C.沒有要求D. 可高可低器件中，保持VD2變，隨著VGS勺增加，MOSS件 。()A.從飽和區(qū)一一 線性區(qū)一一 截止區(qū)B.從飽和區(qū)一一 截止區(qū)一一 線 性區(qū)C.從截止區(qū)一一 從和區(qū)一一 線性區(qū)D.從截止區(qū)一一 線性區(qū)一一 飽和40 .對于共源共柵放大電路，如果考慮器件的襯底偏置效應(yīng)，則電壓增益會()A.增大 B. 不變 C. 減小 D.可能增大也可能減小41 .

10、在當(dāng)今的集成電路制造工藝中，工藝制造的IC在功耗方面具有最大的優(yōu) 勢。42 .保證溝道寬度不變的情況下，采用電流源負(fù)載的共源級為了提高電壓增益，可以。()A.減小放大管的溝道長度，減小負(fù)載管的溝道長度；B.減小放大管的溝道長度，增加負(fù)載管的溝道長度；C.增加放大管的溝道長度，減小負(fù)載管的溝道長度；D.增加放大管的溝道長度，增加負(fù)載管的溝道長度。43.隨著微電子工藝水平提高，特征尺寸不斷減小，這時(shí)電路的工作電壓會07)A.不斷提高B.不變C.可大可小D.不斷降低44 . NMO籬中，如果Vb電壓變得更負(fù)，則耗盡層。()A.不變 B. 變得更窄 C.變得更寬D.幾乎不變45 .在CMO定分輸入級中

11、，下面的做法哪個(gè)對減小輸入失調(diào)電壓有利()A.減小有源負(fù)載管的寬長比B.提高靜態(tài)工作電流.C.減小差分對管的溝道長度和寬度D.提高器件的開啟(閾值)電壓二、簡答題1 .CMOS真擬集成電路中，PMOS的襯底應(yīng)該如何連接？為什么？ （ 5分）解：在CMOS：藝中，由于PMO管做在N型的“局部襯底”也就是N阱里面，因此 PMOSF的局部襯底接局部高電位。2 .什么是N阱？ （5分）解：CMOS：藝中，PMOST與NMOST必須做在同一襯底上，若襯底為 P型，則 PMOSF要做在一個(gè)N型的“局部襯底”上，這塊與襯底摻雜類型相反的 N型“局 部襯底”叫做N阱。3 .解釋什么叫溝道長度調(diào)制效應(yīng)？ （ 5

12、分）解：MOS!體管存在速度飽和效應(yīng)。器件工作時(shí)，當(dāng)漏源電壓增大時(shí)，實(shí)際的反 型層溝道長度逐漸減小，即溝道長度是漏源電壓的函數(shù)， 這一效應(yīng)稱為“溝道長 度調(diào)制效應(yīng)”4 .何謂MOST的跨導(dǎo)？寫出NMOSF在不同工作區(qū)域中的跨導(dǎo)表達(dá)式。（10分）解：漏電流的變化量除以柵源電壓的變化量稱之為跨導(dǎo)截止區(qū)：電流為0無跨導(dǎo)設(shè)計(jì)常用軟件有哪些？ （ 10分）解：Cadence Mentor Graphics 和 Synopsys模擬集成電路中，NMO管的襯底應(yīng)該如何連接？為什么？ （ 5分）解：NMOSf底接最低電位；目的是為了讓襯底 PN結(jié)反偏，限制載流子只在溝道里 流動(dòng)。7 .簡單說明模擬集成電路芯片

13、一般的設(shè)計(jì)流程。（5分）8 .何謂MOST的跨導(dǎo)？寫出PMOST在不同工作區(qū)域中的跨導(dǎo)表達(dá)式。（10分） 解：漏電流的變化量除以柵源電壓的變化量稱之為跨導(dǎo)。放大區(qū):gm=N p 1飽和區(qū)；截止區(qū)：電流為0無跨導(dǎo)9 .以NMO的例，忽略高階效應(yīng)，寫出器件工作的三個(gè)狀態(tài)的條件，并寫出三個(gè)狀態(tài)下的I-V特性方程，推導(dǎo)不同工作狀態(tài)下的跨導(dǎo)表達(dá)式。（10分）解：其各段工作情況為：當(dāng) Vbs-Vth <0時(shí)，管子關(guān)斷，處于微弱導(dǎo)通區(qū)，或者 處于亞閾值區(qū)； 當(dāng)VG$Vth>0時(shí)，管子導(dǎo)通，此時(shí)，若 VdFVVth時(shí)，管子處于 線性放大區(qū)，或者三角區(qū)，或者線性區(qū)；若 VdaVVth時(shí)，管子處于飽和

14、區(qū)，漏 電流基本保持不變。3故不【2%（心-區(qū)）-喉線性區(qū)：221 W-與二二飽和區(qū)：- L10 .簡單描述N阱CMOSC藝的主要流程步驟，畫出N阱CMOSC藝下的CMOSS件 剖面示意圖。（10分）晶圓準(zhǔn)備；雜質(zhì)注入擴(kuò)散；氧化；光刻；腐蝕；淀解：主要工藝流程步驟為:積；5iep I5j tJchnd»l mdl dfpuii« pMmmMion Uya udmcr tmtam pudiCMO器件剖面示意圖為:11 .分析差分電路中器件不匹配對差分對性能所造成的影響。（5分）12 .給出下圖電路中的 Vout表達(dá)式。（R1=R2（5分）13 .寫出NMOSt構(gòu)成的基本電流鏡

15、在忽略溝道長度調(diào)制情況下的輸出電流Iout和參考電流的關(guān)系式I REF o (5分)解：NMOS管構(gòu)成的基本電流鏡I out/I ref =(W/l) 2/(W/l) 114 .圖(a)是什么結(jié)構(gòu)？圖(功忽略了溝道調(diào)制效應(yīng)和體效應(yīng)。如果體效應(yīng)不能忽略，請畫出Vin和Vout的關(guān)系曲線，并出解釋。(10分)創(chuàng)4於做X,妤玲飩缽次,啊附口心<“1/皿，旃川口關(guān)&：工二J k-I篇金- 舊一 ©展軍加用圾可敏發(fā),加梗曳.力大小拉±7鴛/ 以一“加 修生湎一松緝L 州以七隊(duì)篦.人然心商成才必同小依/施布電,硅分）廖某叼尢牝心但做。專，國4杈士但 肅金鼠一 /端加而稔#

16、 .斯原京新電我I I. Vw上 右箕1例例%（G .15 .畫出下圖的小信號等效電路，推導(dǎo)Rin的表達(dá)式。（10分）一 Vg三E%r016 .什么是體效應(yīng)？體效應(yīng)會對電路產(chǎn)生什么影響？ （5分）解：理想情況下是假設(shè)晶體管的襯底和源是短接的， 實(shí)際上兩者并不一定電位相同, 當(dāng)VB變得更負(fù)時(shí)，VTH增加，這種效應(yīng)叫做體效應(yīng)。體效應(yīng)會改變晶體管的閾值 電壓。17 .帶有源極負(fù)反饋的共源極放大電路相對于基本共源極電路有什么優(yōu)點(diǎn)？（10分）八gjM% = T7 T解：由帶有源極負(fù)反饋的共源極放大電路的等效跨導(dǎo)表達(dá)式 1+總網(wǎng) 得，若RS>>1/gm則G葉1/RS,所以漏電流是輸入電壓的線性

17、函數(shù)。 所以相對于基 本共源極電路，帶有源極負(fù)反饋的共源極放大電路具有更好的線性。三、計(jì)算題1.MOSI的跨導(dǎo)對于由MOST構(gòu)成的電路性能有重大的影響， 試分析以下三種情蝴兒 Contttnt況，跨導(dǎo)隨著某一個(gè)參數(shù)變化，而其他參數(shù)保持恒定時(shí)的特性，畫出相應(yīng)曲線（3） ID 不變時(shí)，gm 與（Vg卜Vth ） 的變化曲線。（共15分）2.對于下圖所示的兩個(gè)電路，分別求解并畫出Ix和晶體管跨導(dǎo)關(guān)于Vx的函數(shù)（b） =y=0, Vlh=0.7VWO<V#<1V時(shí),MOS管的源漏交換V&=l.9-V,% 二 1-% %=匕W/L不變時(shí)，gm 與 （Vg卜Vth ） 的變化曲線;W/

18、L不變時(shí)，gm與Id的變化曲線;曲線草圖，Vx從0變化到V 。（20 分） 當(dāng)1VyVk<I2V比MOS管匚作在線性區(qū)。J *國xOZL 7）-必-1再=一；/ j 半（Id-LM -1）圖（a）工作在線性區(qū)，則WA. Con*時(shí)CcciftsmNMOSL£ jL+1 5V T 斤當(dāng)V途,2VM,MOS管工作在飽和區(qū)X*圉小苫耳£的7(% -%/0，2凡/ -LLh®A=0,r.o.45vl/a % = o.9v v-as 囁=i-丹 '% = % + ¥“雙+L -炳7)=0.7 +0.45( Ji).9+K» - 節(jié)”=0時(shí),

19、V1H=O*93Va此時(shí)MOS作在飽和區(qū).二,£. fg-n.45GMf，阿乙 占L，2 mCh 10.2 -0.45(7iT47-廁j彈片盯其僧如，V,曾怔.V值濟(jì)低.此時(shí)MOS廳的過驅(qū)切電Ufl 加，MOStf工作在飽和區(qū)；直到過驅(qū)動(dòng)V哪- 3時(shí),MOS野糖進(jìn)入線性區(qū),則育0.1-0.45(Ji 9- -Vik9=0,5 =sV( =1.82 v 1rmVsiLS2VU< MU3性柞在線性區(qū)？ 一 ？ 'Q|E工*3 .下圖是哪種類型的放大器？有哪些優(yōu)點(diǎn)？寫出其增益表達(dá)式。其中(15 分)DO3第1題4 .畫出帶隙基準(zhǔn)的構(gòu)成原理框圖，說明帶隙的含義，并設(shè)計(jì)一個(gè)帶隙基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)電路。（20分）解：帶隙基準(zhǔn)的構(gòu)成原理圖如下圖所示：它是利用Vbe的負(fù)溫度系數(shù)和V的正溫度系數(shù)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn) 0溫度系數(shù)的電壓參考。 根據(jù)以上原理圖，可以得到二/1公十生（匕II"?）X -ISmV10 K在室溫下 ST,然而,我們可以令0=1選擇卬力叫使得0"叫。.。87m隈）=3隈，也就是即可得到零溫度系數(shù)，則此時(shí) =嗅+172匕%L25T）,剛好等于硅的帶隙能量，