硬件工程师笔试题目汇总

1.首先是接地。

接地目的包括：保证电路系统能稳定地干作；防止外界电磁场的干扰；保证安全工作。

其次是屏蔽。

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。

屏蔽体材料选择的原则是：当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料；当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料；在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

另外还有其它抑制干扰方法，包括滤波、正确选用无源元件和电路技术。

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。

滤波器可以显著地减小传导干扰的电平，对高频电路可采用两个电容器和一个电感器（高频扼流圈）组成的CLCMπ型滤波器。

滤波器的种类很多，选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

实用的无源元件并不是“理想”的，其特性与理想的特性是有差异的。

实用的元件本身可能就是一个干扰源，因此正确选用无源元件非常重要。

有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。

平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。

2.二极管工作原理（正向导电，反向不导电）晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。

当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。

（这也就是导电的原因）当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流。

（这也就是不导电的原因）三极管的工作原理（电流放大作用）三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。

但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。

IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。

），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。

放大电路的组成原理（应具备的条件）（1）：放大器件工作在放大区（三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置）（2）：输入信号能输送至放大器件的输入端（三极管的发射结）（3）：有信号电压输出。

判断放大电路是否具有放大作用，就是根据这几点，它们必须同时具备。

3.半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。

在热力学温度零度和没有外界能量激发时，价电子受共价键的束缚，晶体中不存在自由运动的电子，半导体是不能导电的。

但是，当半导体的温度升高（例如室温300oK）或受到光照等外界因素的影响，某些共价键中的价电子获得了足够的能量，足以挣脱共价键的束缚，跃迁到导带，成为自由电子，同时在共价键中留下相同数量的空穴。

空穴是半导体中特有的一种粒子。

它带正电，与电子的电荷量相同。

把热激发产生的这种跃迁过程称为本征激发。

显然，本征激发所产生的自由电子和空穴数目是相同的。

4.扩散与漂移漂移是指在电场作用下的运动，扩散是指在浓度差驱使下的运动。

在PN结中，P区由于富含空穴，N区富含电子，电子向P区扩散，于是在PN结P处累积了N区扩散来的电子，而N区因电子转移到P区变成空穴剩余。

在结处，从N区转移到P区的电子和N区剩余的空穴构建了一个内建电场，当N 区向P区扩散的电子数目达到一定程度的时候，内建电场的强度刚好增长到不能使更多的电子扩散到P区，于是在PN结处形成一个动态平衡的过程。

当外加正向偏压得时候，电子从N区注入，会中和一部分PN结处累积的空穴，因此PN结处构成内建电场的电荷变少，内建电场变弱，变窄，但由于N区由于掺杂而生成的电子和P区掺杂生成的空穴数目不变，所以内建电场的变弱会使原来的动态平衡打破，N区的电子继续向P区扩散来维持内建电场的平衡，他们的扩散产生扩散电流，效果是使内建电场变宽，重新达到平衡。

5.PN结的伏安特性和击穿特性当反向电压增大到一定值时，PN结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增加，这种现象称为PN结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为反向击穿电压，如上图所示， PN结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。

雪崩击穿：阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子—空穴对新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。

雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。

齐纳击穿：当PN结两边掺杂浓度很高时，阻挡层很薄，不易产生碰撞电离，但当加不大的反向电压时，阻挡层中的电场很强，足以把中性原子中的价电子直接从共价键中拉出来，产生新的自由电子—空穴对，这个过程称为场致激发。

一般击穿电压在6V以下是齐纳击穿，在6V以上是雪崩击穿。

击穿电压的温度特性：温度升高后，晶格振动加剧，致使载流子运动的平均自由路程缩短，碰撞前动能减小，必须加大反向电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。

6V左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。

6.电压电流曲线方程PN 结二极管的直流电流电压特性曲线：7.P沟道和N沟道MOS管8.P 沟道和N 沟道MOS 管工作原理当U GS =0V 时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在d 、s 之间加上电压也不会形成电流，即管子截止。

当U GS ＞0V 时→纵向电场→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。

再增加U GS →纵向电场↑→将P 区少子电子聚集到P 区表面→形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流id 。

P 沟道MOSFET 的工作原理与N 沟道MOSFET 完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。

9.电感和磁珠 电感是储能元件，而磁珠是能量转换（消耗）器件。

电感多用于电源滤波回路，磁珠多用于信号回路，用于EMC 对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰，而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。

两者都可用于处理EMC 、EMI 问题。

磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF 电路，PLL ，振荡电路，含超高频存储器电路（DDR SDRAM ， RAMBUS 等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC 振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHZ 。

地的连接一般用电感，电源的连接也用电感，而对信号线则采用磁珠。

10.竞争和冒险在组合逻辑电路中，某个输入变量通过两条或两条以上的途径传到输出端，由于每条途径延迟时间不同，到达输出门的时间就有先有后，这种现象称为竞争。

---s 二氧化硅P 衬底g DD +N d +bN V GG i d在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序，并不是同时变化，往往会出现一些不正确的尖峰信号，这些尖峰信号称为"毛刺"。

如果一个组合逻辑电路中有"毛刺"出现，就说明该电路存在冒险。

11.setup时间和holdup时间建立时间（setup time）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间，如果建立时间不够，数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器；保持时间（hold time）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间，如果保持时间不够，数据同样不能被打入触发器。

12.8421BCD码“01101001,01110001”转换为十进制数是（69,71）14.正弦波振荡电路利用正反馈产生振荡的相位平衡条件是（ψ(T)=±2nπ）振荡器的平衡条件又可细分为振幅平衡条件（|T(jω)|=1）和相位平衡条件（ψ(T)=ψ(K)+ψ(F)=±2nπ, n=0,1,2…）15.当负载电阻R=1KΩ时，电压放大电路输出电压比负载开路时输出电压减少2L=（）0%，该放大电路的输出电阻Ro16.选取频率高于1000Hz的信号时，可选用（高通）滤波器；抑制50Hz的交流干扰时，可选用（带阻）滤波器；如果希望抑制500Hz以下的信号，可选用（高通）滤波器。

17.名词解释：SRAM,DRAM,FLASH,SSRAM,SDRAM；并简述他们的应用作用。

答：SRAM是英文Static RAM的缩写，它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。

SRAM主要用于二级高速缓存(Level2 C ache)。

它利用晶体管来存储数据。

DRAM（Dynamic Random Access Memory），即动态随机存取存储器，最为常见的系统内存。

DRAM 只能将数据保持很短的时间。

为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新（refresh）一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。

（关机就会丢失数据）FLASH是快速存储器。

SSRAM ，是Synchronous Static Random Access Memory 的缩写，即同步静态随机存取存储器。

同步，指Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；随机，是指数据不是线性依次存储，而是由指定地址进行数据读写。

对于SSRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。

地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。

SDRAM:Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，同步是指 Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。

18.用逻辑门实现表达式：ABL+=,写出真值表，画出波形图。

BA解：19.根据下图升压原理，简述图中电感、二极管、R1、R2元件作用。

答：BOOST升压电路中：电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成；肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极电压低，此时二极管反偏截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。