集成电路设计基础 课后答案6
集成电路设计基础作业解答(8～12)
1、 求N ＋硅NMOS 晶体管的阈值电压和体因子K 。
设t OX =0.1um ， N A ＝3×1018/cm 3。
多晶硅栅掺杂浓度N D ＝1020/cm 3。
氧化层和硅界面处单位面积的正离子电荷为1010cm -3 解答：（1）P 型衬底体因子OXA S C N q K ε2=，其中C q cm F cm N S A 1914318106.1/10854.89.11/103--⨯=⨯⨯=⨯=，，εmT C OXOXOX μεε1.09.30⨯==。
计算可得V K 13.29=（2）V T 有三部分组成：a 、平带电压V FB ；由两部分组成OXOXbulk poly FB C Q V -=-φ。
其中bulk poly -φ为栅多晶硅和体硅的功函数差；)ln(DA bulk poly N N q kT米势＝多晶硅费米势－硅体费=-φ Q ox 为界面电荷；b 、降落在栅氧上的电压OXA OX n A OX C QC Q Q V ≈+=；其中F S A S S A F A qN qN Q φεφεφ42)2(≈=c 、半导体表面势)ln(2iA F F F n N q kT＝是衬底费米势，其中φφφ。
所以得到F OXA OX OX bulk poly F OX FB thC QC Q V V V φφφ22+--=++=- 带入相应数值得到当没有衬底偏置效应时（V SB ＝0）阈值电压为V th ＝28.9V 阈值电压的通式为：)22(),(00F SB F th th SB th V K V V V V φφ-++=评注：这个的数字很不正常，一般电路中MOS 器件的阈值电压只有0.7～0.8V 左右。
体效应系数只有0.3左右。
产生这些偏差的原因是衬底浓度太高（3e1018）。
一般的衬底浓度只有1015～1016量级7.1 已知一自举反相器如图题7.1所示，其负载管的W/L ＝2，设其他参数委V T =0.7，V DD =5V ，k ’=1×10-5A/V 2, 忽略衬底偏置效应。
射频与通信集成电路设计习题参考答案
RL (1 Q2 ) RS
Q RS 1 50 1 0.816
RL
30
X Lp
X L' (1
1 Q2
)
QRL (1
1 Q2
)
61.24
Q L ' L ' QRL
RL
L QRL 15 0.81630 15 0.63nH 2π 2.4109
LP
X Lp
61.24 2π 2.4109
Qn=2 4.58nH
2.91nH
1.53pF
（b）
（b）
Qn=2
2.44nH
2.61pF
3.76pF
Qn=2
1.79pF
1.69nH
2.22nH
6
东南大学《射频集成电路设计基础》课程
（二）计算法 1）L 型匹配网络计算
L
j15
L’
LP
C
0(RL)
C
习题参考答案 Z. Q. LI RL(1+Q2)
（a）
（b）
L=0.64nH C=1.09pF
C=1.67pF L=4.06nH
5
东南大学《射频集成电路设计基础》课程
2）具有最大节点品质因数为 2 的 T 型匹配网络
习题参考答案 Z. Q. LI
Qn=2 947.6fF
890.9fF
2.9nH
（a） 3）具有最大节点品质因数为 2 的型匹配网络 （a）
(d) ZIN 2Zo ,
1 ΓIN = 3
2.7 请将下图中 Smith 圆图上的曲线与它们的性质对应起来，并填入到下表中。
曲线性质
曲线编号
某频率点上的 LC 网络阻抗匹配
数字集成电路分析与设计 第六章答案
CHAPTER 6P6.1. The on-resistance of a unit-sized NMOS device.LINEAR | SATURATIONOn-resistance of a unit-sized NMOS device051015202500.20.40.60.811.2V DSR D SThe average on-resistance is approximately 15kΩ. The expression for the average resistance value between DD V and 2DDV .()()()()()()()()222,,22,2223344V DD DSV DS DD DDDD DDV DDDS DD DS D satD satV V V V V I V I I ON DD ON ON DD GS T CN N DDD sat sat ox GS T R V R R V V VE L V I Wv C V V +++===-+==-P6.2. Since the signal must go around the ring twice for one oscillation, the period is :()()()()()()()()()()()()()()331531517301012.51021100.32727.5103100.3173ps TOT PLH PHL P LOAD N LOAD P N W EQP EQN g eff P N P N t N t t N R C R C N R R C W L L N R R C C W W W W --=+=+=+⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯+⨯+ ⎪⎝⎭=⨯⨯=115.77GHz 173TOTf t ps=== Independent of inverter size.P6.3. SPICE.P6.4. The self-capacitance in these cases are the capacitances that will make the transition from0 to DD V or vice versa.a. In this case, all the internal nodes will be charged so the self-capacitance is :()2233313SELF eff eff C C W W W W W C W =++++=b. In this case, all the internal nodes but the one above the bottom NMOS transistor will be charged:()223310SELF eff eff C C W W W W C W =+++=c. If we assume a worst-case scenario, this node will be charged up to DD V from 0.()2233313SELF eff eff C C W W W W W C W =++++=d. The node above the bottom-most NMOS transistor has already been discharged.()223310SELF eff eff C C W W W W C W =+++=P6.5. SPICEP6.6. For optimum sizing given four inverters.()()()()()()()()()()()()44332214111111120012005.8911200203.895.891203.8934.645.89134.64 5.895.8915.8915.8945.890.525.5OUT NPE LE FO SE LE C C SE LE C C SE LE C C SE LE C C SE D LE FO P SE P =⨯=====⨯===⨯===⨯===⨯====⨯+=+=+=∏∑∑For the number of devices for optimum delay:log log log log log log12005.11log log 4N N SE SE PE SE PE N SE PEPE N SE =======Setting 5N =gives:()()()()()()()()5544332215114.1211200290.634.121290.6370.394.12170.3917.054.12117.05 4.124.1214.1214.1244.120.518.5OUT N SE LE C C SE LE C C SE LE C C SE LE C C SE LE C C SE D LE FO P SE P ===⨯===⨯===⨯===⨯===⨯====⨯+=+=+=∑∑P6.7. Solution for NAND3For the first NAND3, LE=5W/3W=5/3. For the second NAND3, the delay is not the same asthe basic inverter. So use the more general formula:310/25/33nand W R LE WR⨯== Same as the first case.a.For equal rise and fall time, we double the sizes of the transistors which leads to:313LE==b.For the pseudo-NMOS, we must first calculate the currents, which are different forpull-up and pull-down in the case of a pseudo-NMOS.For the case of the pull-up, only the PMOS is charging the output, for equal delays,we double the size of the PMOS and NMOS to obtain:23LE=P6.9.a.53 LE=b.53 LE=c.82,33 R FLE LE==d.4,23R FLE LE==P6.10.a.813RLE st gate =b.523FLE nd gate =()()()()()()()()()()()()()()45343433221411451110002222336.8711000145.656.87145.6535.366.8735.36 6.876.871 6.8716.8746.870.51 1.50.5OUT NN N PE LE FO SE LE C C SE LE C C SE LE C C SE LE C C SE D SE P SE P ⎛⎫⎛⎫=⨯== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭===⨯===⨯===⨯===⨯====+=+=++++∏∑∑31=P6.12.()()()()()()()()()()()()()()()6345434332211546410001777833311.5510001173.2111.55173.2112511.5525411.5511.55111.551111.55OUT N N PE LE FO BE SE LE C BE C SE LE C BE C SE LE C BE C SE LE C BE C SE D SE P ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯⨯== ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭===⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯====+∏()()41411.550.51 1.5251.2N SE P =+=++++=∑∑()()()()()()()()()()()635735445712(2)(4)800066730333314.6800011095.814.610951175.114.64512(4175.1500)533533OUT PE LE FO BE SE LE C BE C SE LE C BE C SE PE LE FO BE SE ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯⨯== ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭===⨯⨯===⨯⨯===⎛⎫⎛⎫=⨯⨯=⨯+= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭==∏∏()()()()()()()()()()()5343322151117.4712001114.317.54114.32317.517.5117.51117.53(17.5)214.60.51 1.5 2.25288.9NN N LE C BE C SE LE C BE C SE LE C BE C SE D SE P SE P =⨯⨯===⎛⎫⎪⨯⨯⎝⎭===⨯⨯====+=+=++++++=∑∑To minimize the delay, a estimate of the number of needed stages can be performed :log log 6637049.610log log 4SE PE N SE =∴===≈ The additional stages can be implemented as inverters attached at the input.P6.14. Consider the following situations :C LV inC LV outOutput high-to-low Output low-to-highIn the first case, the output is making a transition from high to low. The next inverter (not shown) has the PMOS in the cutoff region and the NMOS in the linear region. In these regions, the input capacitance of the next gate can be computed as follows:PMOS: C GP =C g x 2W x (1/2) NMOS: C GN =C g x WFor the output low-to-high transition, we have the PMOS linear and the NMOS cutoff: PMOS: C GP =C g x 2W NMOS: C GN =C g x W (1/2)Clearly, the second case has a larger total capacitance and hence a larger effective C g .P6.15. For this problem we examine ramp inputs as compared to step inputs. In both cases below,the transistors being driven enter the linear region and experience larger gate capacitances than the step input case. Therefore, C g is always larger for ramp inputs.C LC LV outpositive-going input ramp negative-going input rampV V DDP6.16. The FO4 delay for 0.18um is approximately 75ps. For 0.13um it is 55ps. Therefore, theconstant for the equation is roughly 420ps/um.。
射频集成电路设计基础参考答案
=
C--C---e-2-q-
2
R2
;
而
Ceq
=
C----C-1---1+--C---C--s---s ≈ C----C-1---1-+-C---C--2---2
故有
Rp
≈
C-----1--C-+---1--C-----2
2
R2
以上推导均假设串并转换过程中电路 Q 值足够大 转换前后的电阻值之间仅为 Q2 的关系
yl2 = YL2 ⋅ Z2 = 2 + j0.565
经过 0.15λ 的传输线得到 B 点处的归一化导纳 yb2 ≈ 0.75 – j0.66
(3) B 点处的总导纳 YB = yb1 ⁄ Z1 + yb2 ⁄ Z2 = (1.85 – j1.62)×10–2 对 Z3 归一化得到 yb = 3.7 – j3.24 对应的归一化阻抗为 zb ≈ 0.15 + j0.135 实际阻抗和反射系数为
射频集成电路设计作业 1 参考答案
1. 在阻抗圆图上某一点 z 与圆图中心点 1+j0 连线的延长线上可以找到一点 y, 使得 y 与 z 到中心 点的距离相等 证明 y 点的阻抗读数即为 z 点阻抗所对应的导纳
令 z 点的反射系数为Γz y 点的反射系数为Γy 有Γy = –Γz 而 z 点和 y 点的阻抗分别为
而电容值保持不变
(2) 由 Q2 = ωC2R2 = ω-----C--1--s--R----s Q = ωCpRp = ω-----C----1e--q---R----s 及 Ceq = C----C-1---1+--C---C--s---s 可得
Q = ω-----C----1e--q---R----s = ω-----C--1--s--R----s C-----1--C--+--1--C-----s = Q21 + C-C----1s
集成电路基础知识单选题100道及答案解析
集成电路基础知识单选题100道及答案解析1. 集成电路的英文缩写是（）A. ICB. CPUC. PCBD. ROM答案：A解析：集成电路的英文是Integrated Circuit，缩写为IC。
2. 以下不属于集成电路制造工艺的是（）A. 光刻B. 蚀刻C. 焊接D. 扩散答案：C解析：焊接通常不是集成电路制造的核心工艺，光刻、蚀刻和扩散是常见的制造工艺。
3. 集成电路中，负责存储数据的基本单元是（）A. 晶体管B. 电容器C. 电阻器D. 触发器答案：D解析：触发器是集成电路中用于存储数据的基本单元。
4. 以下哪种材料常用于集成电路的制造（）A. 玻璃B. 塑料C. 硅D. 铝答案：C解析：硅是集成电路制造中最常用的半导体材料。
5. 集成电路的发展遵循（）定律A. 摩尔B. 牛顿C. 爱因斯坦D. 法拉第答案：A解析：集成电路的发展遵循摩尔定律。
6. 集成电路封装的主要作用不包括（）A. 保护芯片B. 散热C. 提高性能D. 便于连接答案：C解析：封装主要是保护、散热和便于连接，一般不能直接提高芯片的性能。
7. 在数字集成电路中，逻辑门是由（）组成的A. 二极管B. 三极管C. 场效应管D. 晶闸管答案：C解析：场效应管常用于数字集成电路中构成逻辑门。
8. 以下哪种集成电路属于模拟集成电路（）A. 微处理器B. 计数器C. 放大器D. 编码器答案：C解析：放大器属于模拟集成电路，其他选项通常属于数字集成电路。
9. 集成电路的集成度是指（）A. 芯片面积B. 晶体管数量C. 工作频率D. 功耗答案：B解析：集成度通常指芯片上晶体管的数量。
10. 集成电路设计中，常用的硬件描述语言有（）A. C 语言B. Java 语言C. VerilogD. Python 语言答案：C解析：Verilog 是集成电路设计中常用的硬件描述语言。
11. 以下关于集成电路测试的说法错误的是（）A. 可以检测芯片的功能是否正常B. 可以提高芯片的可靠性C. 测试只在生产完成后进行D. 有助于筛选出不合格的芯片答案：C解析：集成电路测试在生产过程的多个阶段都可能进行，不只是在生产完成后。
集成电路设计基础作业题解答(1～4)word资料5页
第一次作业：1、 为什么PN 结会有单向导电性？答PN 结是由P 型半导体和N 型半导体结合在一起形成的。
P 型半导体多子是空穴，N 型半导体多子是电子。
当形成PN 结后由于载流子的浓度差，电子会向P 型侧扩散，空穴会向N 型侧扩散。
随着扩散的进行，会在接触处形成一定厚度的空间电荷区，电荷区中的正负离化中心形成内建电场。
随着空间耗尽区的扩展和内建电场的增强，电场作用下的漂移得到加强，扩散随之减弱，最后漂移电流和扩散电流达到平衡。
若给PN 结两端加上正电压，外加电场将会削弱内建电场从而加强扩散削弱漂移，此时扩散电流电流大于漂移电流从而形成正向导通电流。
当PN 结加上反向偏压后，外加电场和内建电场同向，此时扩散进一步收到抑制，漂移得到加强。
但漂移的少数载流子非常少，所以没能形成大的反向导通电流。
这就是PN 结的单向导电性。
2、 为什么半导体掺杂后导电能力大大增强答：本征半导体在常温情况下由于热激发产生的空穴电子对浓度大约在1010量级。
而在常温下本征半导体的导电能力非常弱。
当掺入B 或P 等杂质后，在常温下的掺杂杂质基本全部离化，杂质的离化而会在价带或导带产生大量的能做共有化运动的空穴或电子。
在杂质没有补偿的情况下，载流子浓度近似等于杂质浓度，半导体掺杂后n,p 大大增加。
根据电导率σ=nq µ(n)+pqµ(p)可知，掺杂半导体的电导率大大增加，即导电能力明显增强。
3、 为什么晶体管有放大作用？答：我们定义晶体管集电极电流和基极电流的比值为晶体管放大倍数。
只有当晶体管处于放大状态时才具有线性放大能力。
当BE 结正偏，BC 结反偏时管子处于放大状态。
因为发射极高掺杂，在BE 正向导通时，发射极的大量电子（以NPN 管为例）扩散到基区。
基区空穴扩散到发射极，而基区浓度远比发射极来得低，所以电子扩散电流占主要部分。
因为基区很薄且载流子寿命很长，到达基区的电子只有一小部分和基区注入得空穴复合，绝大部分要在反偏的集电结内建电场作用下而漂移到集电极。
集成电路设计基础 课后答案
1、答：确定系统规范；系统框架设计；源代码设计；FPGA综合和硬件验证；ASIC逻辑综合；综合后仿真；版图设计；版图后仿真；提交版图数据、制版流片和芯片测试。
其中所涉及的问题有对系统划分为若干子模块并设计控制器以控制协调各子模块的工作。
将行为级或寄存器级描述转换成相应门级网表等。
√9、答：单进程状态机之寄存器的VHDL程序：library ieee;use ieee.std-logic-1164.all; √entity controller is √port (ready: in std-logic;clk: in std-logic;read-write: in std-logic;we,oe: out std-logic);end controller; √architecture state-machine of controller istype state-type is (idle,decision,read,write);signal present-state,next-state :state-type;beginprocess1;process(clk)beginif(clk'event and clk='1')then present_state<=next_state;end if;end process; √process2:process(present_state,ready,read_write)begincase present_state iswhen idle=>we<='0';oe<='0';if(ready='1')then next_state<=decision;end if; √when decision=>we<='0';oe<='0';if(read_write='1')then next_state<=read;else next_state<=write;end if; √when read=>we<='0';oe<='1';if(ready='1')then next_state<=idle;else next_state<=read;end if; √when write=>we<='1';oe<='0';if(ready='1')then next_state<=idle;else next_state<=write;end if; √end case;end process;end state_machine;√对于这个状态机来说其双进程的VHDL程序如下：library ieee;use ieee.std-logic-1164.all;entity controller isport (ready: in std-logic;clk: in std-logic;read-write: in std-logic;we,oe: out std-logic);end controller;architecture state-machine of controller istype state-type is (idle,decision,read,write);signal present-state,next-state :state-type;begin--process1:process(present_state,ready,read_write)begincase present_state iswhen idle=>we<='0';oe<='0';if(ready='1')then next_state<=decision;end if;when decision=>we<='0';oe<='0';if(read_write='1')then next_state<=read;else next_state<=write;end if;when read=>we<='0';oe<='1';if(ready='1')then next_state<=idle;else next_state<=read;end if;when write=>we<='1';oe<='0';if(ready='1')then next_state<=idle;else next_state<=write;end if;end case;end process;--process2;process(clk)beginif(clk'event and clk='1')then present_state<=next_state;end if;end process;end state_machine; √12、答：逻辑综合有以下几个步骤：RTL描述，此过程要对电路进行描述并进行必要的功能验证；翻译，此过程是对中间资源进行一些简单的分配；逻辑优化，此进程用于去除冗余逻辑，以产生优化的内部结果；工艺映射和优化，此过程使用工艺库中所提供的单元代替前面的中间描述；工艺库，此过程利用工艺库中的单元进行设计；设计约束条件，此过程从时序、序、面积、功耗和工作环境等因素考虑各约束条件；最优化的门级描述，此过程是反复修改RTL代码或设计约束条件，以便得到预想的设计效果。
集成电路设计基础_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
集成电路设计基础_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.画小信号等效电路时，恒定电流源视为。
答案:开路2.模拟集成电路设计中可使用小信号分析方法的是。
答案:增益3.模拟集成电路设计中可使用大信号分析方法的是（）。
答案:输出摆幅4.题1-1-1 中国高端芯片联盟正式成立时间是：。
答案:2016年7月5.题1-1-2 如下不是集成电路产业特性的是：。
答案:低风险6.题1-1-3 摩尔定律是指集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔：个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
答案:187.MOS管的小信号模型中，体现沟长调制效应的参数是（）。
答案:8.工作在饱和区的MOS管，可以被看作是一个。
答案:电压控制电流源9.下图中的MOS管工作在区（假定Vth=0.7V）。
【图片】答案:饱和区10.一个MOS管的本征增益表述错误的是。
答案:与MOS管电流无关11.工作在区的MOS管，其跨导是恒定值。
答案:饱和12.MOS管中相对最大的寄生电容是。
答案:栅极氧化层电容13.MOS管的小信号输出电阻【图片】是由MOS管的效应产生的。
答案:沟长调制14.题1-1-4 摩尔定律之后，集成电路发展有三条主线，以下不是集成电路发展主线的是：。
答案:SoC15.题1-1-5 单个芯片上集成约50万个器件，按照规模划分，该芯片为：。
答案:VLSI16.题1-1-6 年发明了世界上第一个点接触型晶体管。
答案:194717.题1-1-7 年发明了世界上第一块集成电路。
答案:195818.题1-1-8 FinFET等多种新结构器件的发明人是：。
答案:胡正明19.题1-1-9 集成电路代工产业的缔造者：。
答案:张忠谋20.题1-1-10 世界第一块集成电路发明者：。
答案:基尔比21.MOS管一旦出现现象，此时的MOS管将进入饱和区。
答案:夹断22.MOS管从不导通到导通过程中，最先出现的是。
答案:耗尽23.在CMOS模拟集成电路设计中，我们一般让MOS管工作在区。
集成电路设计基础作业题解答(5～7)
第五次作业4.14、改正图题4.14所示TTL电路的错误。
如下图所示：解答：(a)、BABAY••=•=0，A,B与非输出接基极，Q的发射极接地。
从逻辑上把Q管看作单管禁止门便可得到BAY•=。
逻辑没有错误！若按照题干中所示接法，当TTL与非门输出高电平时，晶体管Q的发射结要承受高压，必然产生巨大的电流。
为了不出现这种情况，可以在基极加一电阻或者在发射极加一二极管。
但发射极加二极管后会抬高输出的低电平电压。
所以只能在基极加一大电阻，实现分压作用。
另外一种方法是采用题4.15（a）图中的A输入单元结构。
&&≥111(b)、要实现由，我们可以使用线与＋得到和B A B A 。
但题干中的线与功能不合理。
若其中一个为高电平且另外一个为低电平时，高电平输出降会往低电平输出灌电流，从而容易引起逻辑电平混乱。
为了消除这一效应，可以在各自的输出加一个二极管。
(c)、电阻不应该接地，应该接高电平(d)、电阻不应该接VCC ，而应该接低电平4.15、试分析图题4.15（a ），(b)所示电路的逻辑功能。
解答：图（a ）中，单元1实现了A 的电平输入，B 是A 的对称单元。
功能单元2实现了A 和B 输入的或逻辑功能单元4充当了Q8管的泄放网络，同时抬高了Q3,Q4管的输入逻辑电平，另外该单元还将或的结果传递给了Q8管功能单元3中的Q8管实现了非逻辑，Q6和Q7复合管加强了输出级的驱动能力。
综上所述，4.15（a ）电路实现功能为B A Y +=，即或非的功能图(b)中，Q1,Q2管依然实现传递输入的功能，Q3,Q4管实现或非的功能 Q6管和Q5管以及R5,R7共同组成的泄放网络实现了电压的传递Q9管实现了非功能，Q7,Q8管依然是用来驱动负载的。
Q9管和Q7,Q8轮流导通 综上所述，4.15（b ）实现的功能为B A B A Y +=+=第六次作业：5.1已知一ECL 电路如图题5.1所示，其Vcc=0V ，V EE ＝－4.5V ，V BEF ＝0.8V ，V BB ＝－1.2V ，逻辑摆幅V L ＝0.8V 且对称于参考电压，各管的I E,MAX =5mA ，并假设输入和输出的逻辑电平V i ，V o 相互匹配，且忽略基极电流的影响。
2020年智慧树知道网课《芯片基础--模拟集成电路设计(山东联盟)》课后章节测试满分答案
第一章测试1【判断题】(10分)集成电路，又简写为IC，其英文全称为IntegratedCircuit。
A.对B.错2【判断题】(10分)跟数字集成电路设计一样，目前高性能模拟集成电路的设计已经能自动完成。
A.对B.错3【判断题】(10分)模拟电路许多效应的建模和仿真仍然存在问题，模拟设计需要设计者利用经验和直觉来分析仿真结果A.错B.对4【判断题】(10分)模拟设计涉及到在速度、功耗、增益、精度、电源电压等多种因素间进行折衷A.对B.错5【判断题】(10分)CMOS电路已成为当今SOC设计的主流制造技术。
A.对B.错6【判断题】(10分)MOSFET的特征尺寸越来越小，本征速度越来越快（已可与双极器件相比较），现在几GHz～几十GHz的CMOS模拟集成电路已经可批量生产。
A.对B.错7【判断题】(10分)相对于数字电路来说，模拟集成电路的设计更加基础，更加灵活。
A.对B.错8【单选题】(10分)片上系统，又称SOC，其英文全称是：A.SystemonChipB.SystemOperationsCenterC.SystemofcomputerD.Separationofconcerns9【单选题】(10分)互补金属氧化物半导体，英文简称CMOS，其英文全称为：A.ComplementaryMetalOxideSystemB.CargoMachineOfSemiconductorC.ComplementaryMetalOxideSemiconductorD.ComplementaryMachineOfSemiconductor10【单选题】(10分)模拟数字转换器,英文简称ADC,英文全称为：A.Analog-to-DestinationConverterB.AmbulancetoDigitalConverterC.AmbulancetoDestinationConverterD.Analog-to-DigitalConverter第二章测试1【判断题】(10分)MOS器件的源端和漏端不可以共用，不可以互换。
集成电路版图设计习题答案第一章半导体器件理论基础
集成电路版图设计习题答案第1章半导体器件理论基础【习题答案】1．如何理解本征半导体和掺杂半导体材料的导电机理。
答：本征半导体就是一块没有杂质和缺陷的半导体，其晶格结构是完美的，在其内部除了硅原子外没有其它任何原子，因此是纯净的。
在绝对零度附近，本征半导体的共价键是完整的、饱和的，无本征激发，自然没有电子和空穴；当温度升高时，本征激发过程产生了电子和空穴，这些本征载流子的浓度虽然很低，但仍然可以导电。
在杂质半导体材料中，由于掺入杂质的数量远大于硅的本征载流子浓度，因此这些半导体材料的导电性不是由本征激发产生的载流子决定，而是受控于材料中所掺入的杂质（包括杂质的数量和类型）。
在半导体中可以掺入各种各样的杂质，但为了更好的控制半导体材料的导电性，通常掺入元素周期表中的III、V族元素。
杂质半导体的导电能力通常高于本征半导体。
2．如何理解空穴的导电机理。
答：空穴的导电作用如下图所示。
在下图中，位置（1）有一个空穴，它附近的价键上的电子就可以过来填补这个空位，例如从位置(2)跑一个价键电子到位置(1)去，但在位置（2）却留下了一个空位，相当于空穴从位置(1)移动到位置(2)去了。
同样，如果从位置(3)又跑一个电子到位置(2)去，空穴就又从位置(2)跑到位置(3)，……。
如果用虚线箭头代表空穴移动的方向，实线箭头代表价键电子移动的方向，就可以看出，空穴的移动可以等效于价键电子在相反方向的移动。
图空穴的导电作用3．简述PN结的结构与导电特性。
答：在一块半导体材料中，如果一部分是N型区，另一部分是P型区，那么在N型区和P型区的交界面处就形成了PN结（简称为结）。
当P型区和N型区相接触时，一些空穴就从P型区扩散到N型区中。
同样，一些电子也从N型中扩散到P型区中。
扩散的结果是在N型区和P型区的交界面处的两侧形成了带正、负电荷的区域，称为空间电荷区。
在空间电荷区内由于存在正负离子将形成电场，这个电场称为自建电场，电场的方向从N型区指向P型区。
集成电路设计习题答案6-9章-5页精选文档
CH61．芯片电容有几种实现结构？①利用二极管和三极管的结电容；②叉指金属结构；③金属-绝缘体-金属（MIM）结构；④多晶硅/金属-绝缘体-多晶硅结构。
2．采用半导体材料实现电阻要注意哪些问题？精度、温度系数、寄生参数、尺寸、承受功耗以及匹配等方面问题3．画出电阻的高频等效电路。
4．芯片电感有几种实现结构？(1)集总电感集总电感可以有下列两种形式:①匝线圈;②圆形、方形或其他螺旋形多匝线圈;(2)传输线电感5．微波集成电路设计中，场效应晶体管的栅极常常通过一段传输线接偏置电压。
试解释其作用。
阻抗匹配6．微带线传播TEM波的条件是什么？7．在芯片上设计微带线时，如何考虑信号完整性问题?为了保证模型的精确度和信号的完整性，需要对互连线的版图结构加以约束和进行规整。
为了减少信号或电源引起的损耗以及为了减少芯片面积，大多数连线应该尽量短。
应注意微带线的趋肤效应和寄生参数。
在长信号线上，分布电阻电容带来延迟；而在微带线长距离并行或不同层导线交叉时，要考虑相互串扰问题。
8．列出共面波导的特点。
CPW 的优点是：①工艺简单，费用低，因为所有接地线均在上表面而不需接触孔。
②在相邻的CPW 之间有更好的屏蔽，因此有更高的集成度和更小的芯片尺寸。
③比金属孔有更低的接地电感。
④低的阻抗和速度色散。
CPW 的缺点是：①衰减相对高一些，在50 GHz 时，CPW 的衰减是0.5 dB/mm；②由于厚的介质层，导热能力差，不利于大功率放大器的实现。
CH71. 集成电路电路级模拟的标准工具是什么软件, 能进行何种性能分析？集成电路电路级模拟的标准工具是SPICE可以进行：（1）直流工作点分析（2）直流扫描分析（3）小信号传输函数（4）交流特性分析（5）直流或小信号交流灵敏度分析（6）噪声分析（7）瞬态特性分析（8）傅里叶分析（9）失真分析（10）零极点分析2. 写出MOS的SPICE元件输入格式与模型输入格式。
元件输入格式：M<编号> <漏极结点> <栅极结点> <源极结点> <衬底结点> <模型名称> <宽W> <长L> （<插指数M>）例如：M1 out in 0 0 nmos W=1.2u L=1.2u M=2模型输入格式：.Model <模型名称> <模型类型> <模型参数>……例如：.MODEL NMOS NMOS LEVEL=2 LD=0.15U TOX=200.0E-10 VTO=0.74 KP=8.0E-05+NSUB=5.37E+15 GAMMA=0.54 PHI=0.6 U0=656 UEXP=0.157 UCRIT=31444+DELTA=2.34 VMAX=55261 XJ=0.25U LAMBDA=0.037 NFS=1E+12 NEFF=1.001+NSS=1E+11 TPG=1.0 RSH=70.00 PB=0.58+CGDO=4.3E-10 CGSO=4.3E-10 CJ=0.0003 MJ=0.66 CJSW=8.0E-10 MJSW=0.24其中，+为SPICE语法，表示续行。
集成电路设计基础 课后答案
班级：通信二班姓名：赵庆超学号：200712012977，版图设计中整体布局有哪些注意事项？答：1版图设计最基本满足版图设计准则，以提高电路的匹配性能，抗干扰性能和高频工作性能。
2 整体力求层次化设计，即按功能将版图划分为若干子单元，每个子单元又可能包含若干子单元，从最小的子单元进行设计，这些子单元又被调用完成较大单元的设计，这种方法大大减少了设计和修改的工作量，且结构严谨，层次清晰。
3 图形应尽量简洁，避免不必要的多边形，对连接在一起的同一层应尽量合并，这不仅可减小版图的数据存储量，而且版图一模了然。
4 在构思版图结构时，除要考虑版图所占的面积，输入和输出的合理分布，较小不必要的寄生效应外，还应力求版图与电路原理框图保持一致（必要时修改框图画法），并力求版图美观大方。
8，版图设计中元件布局布线方面有哪些注意事项？答：1 各不同布线层的性能各不相同，晶体管等效电阻应大大高于布线电阻。
高速电路，电荷的分配效应会引起很多问题。
2 随器件尺寸的减小，线宽和线间距也在减小，多层布线层之间的介质层也在变薄，这将大大增加布线电阻和分布电阻。
3 电源线和地线应尽可能的避免用扩散区和多晶硅布线，特别是通过较大电流的那部分电源线和地线。
因此集成电路的版图设计电源线和地线多采用梳状布线，避免交叉，或者用多层金属工艺，提高设计布线的灵活性。
4 禁止在一条铝布线的长信号霞平行走过另一条用多晶硅或者扩散区布线的长信号线。
因为长距离平行布线的两条信号线之间存在着较大的分布电容，一条信号线会在另一条信号线上产生较大的噪声，使电路不能正常工作。
、5 压点离开芯片内部图形的距离不应少于20um，以避免芯片键和时，因应力而造成电路损坏。
电子技术相关 《数字集成电路基础》作业答案
《数字集成电路基础》作业答案第一次作业1、查询典型的TTL与CMOS系列标准电路各自的VIH、VIL、VOH和VOL，注明资料出处。
2、简述摩尔定律的内涵，如何引领国际半导体工艺的发展。
第二次作业1、说明CMOS电路的Latch Up效应；请画出示意图并简要说明其产生原因；并简述消除“Latch-up”效应的方法。
答：在单阱工艺的MOS器件中（P阱为例），由于NMOS管源与衬底组成PN结，而PMOS 管的源与衬底也构成一个PN结，两个PN结串联组成PNPN结构，即两个寄生三极管(NPN 和PNP)，一旦有因素使得寄生三极管有一个微弱导通，两者的正反馈使得电流积聚增加，产生自锁现象。
影响：产生自锁后，如果电源能提供足够大的电流，则由于电流过大，电路将被烧毁。
消除“Latch-up”效应的方法：版图设计时：为减小寄生电阻Rs和Rw，版图设计时采用双阱工艺、多增加电源和地接触孔数目，加粗电源线和地线，对接触进行合理规划布局，减小有害的电位梯度；工艺设计时：降低寄生三极管的电流放大倍数：以N阱CMOS为例，为降低两晶体管的放大倍数，有效提高抗自锁的能力，注意扩散浓度的控制。
为减小寄生PNP管的寄生电阻Rs，可在高浓度硅上外延低浓度硅作为衬底，抑制自锁效应。
工艺上采用深阱扩散增加基区宽度可以有效降低寄生NPN管的放大倍数；具体应用时：使用时尽量避免各种串扰的引入，注意输出电流不易过大。
2、什么是器件的亚阈值特性，对器件有什么影响？答：器件的亚阈值特性是指在分析MOSFET时，当Vgs<Vth时MOS器件仍然有一个弱的反型层存在，漏源电流Id并非是无限小，而是与Vgs呈现指数关系，这种效应称作亚阈值效应。
影响：亚阈值导电会导致较大的功率损耗，在大型电路中，如内存中，其信息能量损耗可能使存储信息改变，使电路不能正常工作。
3、什么叫做亚阈值导电效应？并简单画出logI D-V GS特性曲线。
答：GS在分析MOSFET时，我们一直假设：当V GS下降到低于V TH时器件会突然关断。
重理工集成电路设计原理思考题、作业、提问答案大全
重理工集成电路设计原理思考题、作业、提问答案大全重理工集成电路设计原理思考题、作业、提问答案大全1-1思考题典型PN结隔离工艺与分立器件NPN管制造工艺有什么不同（增加了哪些主1-1-1.1-1-1.典型典型PNPN结隔离工艺与分立器件结隔离工艺与分立器件NPNNPN管制造工艺有什么不同管制造工艺有什么不同（）要工序要工序）？增加工序的的目的是什么？答：分立器件NPN管制造工艺：外延→一氧→一次光刻→B掺杂→二氧→二次光刻→P掺杂→三氧→三次光刻→金属化→四次光刻。
典型PN结隔离工艺：氧化→埋层光刻→埋层扩散→外延→二氧→隔离光刻→隔离扩散、推进（氧化）→基区光刻→基区扩散、再分布（氧化）→发射区光刻→发射区扩散、氧化→引线孔光刻→淀积金属→反刻金属→淀积钝化层→光刻压焊点→合金化及后工序。
增加的主要工序：埋层的光刻及扩散、隔离墙的光刻及扩散。
目的：埋层：1、减小串联电阻；2、减小寄生PNP晶体管的影响。
隔离墙：将N型外延层隔离成若干个“岛”，并且岛与岛间形成两个背靠背的反偏二极管，从而实现PN结隔离。
管的电极是如何引出的？集电极引出有什么特殊要求？1-1-2.NPN1-1-2.NPN管的电极是如何引出的？集电极引出有什么特殊要求？答：集成电路中的各个电极均从上表面引出。
要求：形成欧姆接触电极：金属与参杂浓度较低的外延层相接触易形成整流接触（金半接触势垒二极管）。
因此，外延层电极引出处应增加浓扩散。
典型PN结隔离工艺中隔离扩散为什么放在基区扩散之前而不放在基区扩1-1-3.1-1-3.典型典型PNPN结隔离工艺中隔离扩散为什么放在基区扩散之前而不放在基区扩散或发射区扩散之后？答：由于隔离扩散深度较深，基区扩散深度相对较浅。
放在基区扩散之前，以防后工序对隔离扩散区产生影响。
1-1作业典型PN结隔离工艺中器件之间是如何实现隔离的？1-1-1.1-1-1.典型典型PNPN结隔离工艺中器件之间是如何实现隔离的？答：在N型外延层中进行隔离扩散，并且扩穿外延层，与P型衬底连通，从而将N型外延层划分为若干个“岛”；同时，将隔离区接最低电位，使岛与岛之间形成两个背靠背的反偏二极管，从而岛与岛互不干涉、互不影响。
集成电路原理及应用课后答案
6.4如图1所示，当分别取如下两组参数时，试分别求出该电路的G，，等参数。
（1）R=R=24kΩ，C=940pF，C=470pF，R=。
（2）R=7.3kΩ，R=39.4kΩ，C=C=0.047F，R=4kΩ，R=20kΩ。
(图6.4）
解：由电路得：
则当取⑴参数时：
当取⑵参数时： ，
因两个输入信号均从同相端输入，所以输入阻抗比较高。该电路为高输入阻抗的差动放大器。
2.11求图3所示电路的增益A，并说明该电路完成什么功能。
解：该电路由两个集成运放构成，A1为主放大器接成反相运算放大器，A2为辅助放大器，A2也接成反相放大器，利用A2对A1构成正反馈，是整个电路向信号源索取的电流极少。
解：电路图如下所示：
选择巴特沃斯型滤波器
则 又
令R=R=R, C=C=C取C=0.1F则R=160Ω，
又 ，则=1.586
又 取R=58.6KΩ,则R=100KΩ。
2.16设计一个运算电路，要求运算关系为u=20 。
解：此题设计方法较多，此只列举几种仅供参考
方法一：将求和电路的输出作为积分电路的输入，则积分电路的输出即为u；
方法二：将积分电路的输出作为求和电路的输入,则求和电路的输出即为u；
方法三：反相积分求和电路再加一个倒相器；
方法四：利用同相积分求和电路。
当u<0时，VD截止,VD导通,
对A：u=(1+ )u,对A：u=u=u，
此时u= （R+R 1）u
当 （R+R ）=1时，完成全波整流功能；由于为同相输入，故该电路输入电阻较高。
3.8 设计一个能实现图4所示曲线的二极管函数变换器。
（习题3.8图）
半导体集成电路+习题答案
第1章 集成电路的基本制造工艺1.6 一般TTL 集成电路与集成运算放大器电路在选择外延层电阻率上有何区别?为什么? 答：集成运算放大器电路的外延层电阻率比一般TTL 集成电路的外延层电阻率高。
第2章 集成电路中的晶体管及其寄生效应复 习 思 考 题2.2 利用截锥体电阻公式，计算TTL “与非”门输出管的CS r ，其图形如图题2.2 所示。
提示：先求截锥体的高度up BL epi m c jc epi T x x T T -----=然后利用公式： b a a b WL T r c -∙=/ln 1ρ ， 212∙∙=--BL C E BL S C W L R r ba ab WL Tr c -∙=/ln 3ρ 321C C C CS r r r r ++=注意：在计算W 、L 时, 应考虑横向扩散。
2.3 伴随一个横向PNP 器件产生两个寄生的PNP 晶体管，试问当横向PNP 器件在4种可能的偏置情况下，哪一种偏置会使得寄生晶体管的影响最大?答：当横向PNP 管处于饱和状态时，会使得寄生晶体管的影响最大。
2.8 试设计一个单基极、单发射极和单集电极的输出晶体管，要求其在20mA 的电流负载下 ，OL V ≤0.4V ，请在坐标纸上放大500倍画出其版图。
给出设计条件如下：答： 解题思路⑪由0I 、α求有效发射区周长Eeff L ；⑫由设计条件画图①先画发射区引线孔；②由孔四边各距A D 画出发射区扩散孔；③由A D 先画出基区扩散孔的三边；④由B E D -画出基区引线孔；⑤由A D 画出基区扩散孔的另一边；⑥由A D 先画出外延岛的三边；⑦由C B D -画出集电极接触孔；⑧由A D 画出外延岛的另一边；⑨由I d 画出隔离槽的四周；⑩验证所画晶体管的CS r 是否满足V V O L 4.0≤的条件，若不满足，则要对所作的图进行修正，直至满足V V O L 4.0≤的条件。
（CS C O L r I V V 00ES += 及己知V V C 05.00ES =）第3章 集成电路中的无源元件复 习 思 考 题3.3 设计一个4k Ω的基区扩散电阻及其版图。
集成电路设计学习思考题参考答案
集成电路设计学习思考题参考答案参考答案一、概念题：1、微电子学：主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及应用，并利用它实现信号处理功能的科学，是电子学的分支，其目的是实现电路和系统的集成，这种集成的电路和系统又称为集成电路和集成系统。
2、集成电路：（Integrated Circuit，缩写为IC）是指通过一系列特定的加工工艺，将多个晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容器等无源器件，按照一定的电路连接集成在一块半导体单晶片（如硅或GaAs等）或者说陶瓷等基片上，作为一个不可分割的整体执行某一特定功能的电路组件。
3、综合：从设计的高层次向低层次转换的过程，它是在给定了电路应实现的功能和实现此电路的约速条件（如速度、功耗、成本、电路类型等），找到满足上述要求的目标结构的过程。
如果是靠人工完成，通常简单地称之为设计；而依靠EDA 工具自动生成，则称之为综合。
4、模拟验证：指对实际系统加以抽象，提取其模型，输入计算机，然后将外部激励信号施加于此模型，通过观察模型在激励信号作用下的反应，判断该系统是否实现预期的功能。
5、计算机辅助测试（CAT）技术：把测试向量作为测试输入激励，利用故障模拟器，计算测试向量的故障覆盖率，并根据获得的故障辞典进行故障定位的技术。
6、图形转换技术：是指将掩膜板上设计好的图形转移到硅片上的技术，包括光刻与刻蚀技术。
7、薄膜制备技术：指通过一定的工序，在衬底表面生产成一层薄膜的技术，此薄膜可以是作为后序加工的选择性的保护膜，作为电绝缘的绝缘膜，器件制作区的外延层，起电气连接作用的金属膜等。
8、掺杂：是指将需要的杂质掺入特定的半导体区域中以达到改变半导体电学性质，形成PN结、电阻、欧姆接触等各种结构的目的。
9、系统功能设计：是最高一级的设计，主要是指根据所设计系统的要求（包括芯片的功能、性能、尺寸、功耗等），进行功能划分和数据流、控制流的设计，完成功能设计。
10、逻辑设计：是指确定满足一定逻辑功能的由逻辑单元组成的逻辑结构，其输出一般是网表和逻辑图。
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集成电路设计作业六
姓名：赵庆超学号：20071201297 学院：07级通信二班
作图：6.7.5 例1：
1．设计互连线版图时应注意哪些问题？
（1）通常，为了减少信号或电源引起的损耗，以及为了减少芯片面积，大多数连线应该尽量短。
实际上，版图设计中只要对
那些传输高频信号的关键互连线按最小长度就可以了。
在这
方面，对已经精心设计的电路单元进行合适的布图有系统的
方法。
（2）为了提高集成度，在传输电流非常微弱时，大多数互连线就以制造工艺提供的最小宽度来布线。
（3）在连接线要传输大电流时，应估计其电流容量并保留足够的裕量。
（4）制造工艺提供的多层金属能有效地提高集成度。
（5）在微波和毫米波范围，应注意互连线的趋肤效应和寄生参数。
如果可能，为了更易建模和分析，可使用传输线结构。
（6）在某些情况下，可有目的地利用互连线的寄生效应。
例如，传导电阻可用来实现低值电阻。
两条或共面或上下平行互连
线间的电容可用作微波或毫米波信号的旁路电容。
14.构思一个基本电路如一个放大器画出电路图编写SPICE
输入文件。
SPICE文件为：
V CC 2 0 12v
R b1 2 1 5k
R B2 1 0 3K
Q1 3 1 4 MOD1
R C1 2 3 2K
R E 4 0 1K
MODEL MOD1 NPN BF=50 VAF=50 IS=1。