极管MOS管复习题
VLSI,CMOS考试重点题目
练习题1.简述集成电路制造工艺2. NMOS(或PMOS)管的工作原理3.根据参与导电的载流子的类型,MOS 器件可以分为NMOS 和PMOS 两种;根据工作机制MOS 又可以分为增强型和耗尽型。
CMOS :增强型NMOS 和PMOSMOS 器件有四个端可以连接电极,分别为源,漏,栅和衬底MOS 在纵深方向是M -O -S 三层结构,在横向是源-沟道-漏的结构MOS 器件是一个夹层结构; M :是metal ,金属; O :是oxide ,氧化物 S :是semiconductor ,半导体。
MOS 管所有pn 结必须反偏:N-SUB 必须接最高电位VDD ;P-SUB 必须接最低电位VSS 。
为防止源/漏区与衬底出现正偏置,通常p 型衬底应接电路中最低的电位,n 型衬底应接电路中最正的电位.Vtn :阈值电压,使源端半导体表面达到强反型的栅压,是区分MOS 器件导通和截止的分界点。
Vgs<Vtn 晶体管截止,截至区;Vgs>Vtn ,晶体管导通。
简单的可以把mos 管看作是一个电压控制的开关,当控制电压高于阈值电压,开关闭合,低于阈值电压,开关断开结构参数:沟道的长度(L )、宽度(W )和栅氧化层的厚度(tox )直接影响着沟道电流的大小。
栅氧化层厚度是由工艺决定的,MOS 器件的主要设计参数就是沟道长度和宽度。
栅长是决定器件尺寸的关键,也是区分不同半导体加工技术换代的标志,是半导体集成度的标志,因此也称为关键尺寸 线性区:Vgs-Vtn>Vds :I D 饱和区:Vgs-Vtn<Vds :I DMOS 器件的衬底偏置效应:如果衬底和源端之间有电压,阈值电压会发生变化,也称为衬偏效应二阶效应\沟道调制效应μ2n ox D GS TH DS DS C W I =[2(V -V )V -V ]2L μ2n ox D GS TH C W I =(V -V )2L 2n ox D GS TH DS μC W I =(V -V )(1+λV )2L2. 背栅效应 背栅极:VBS<0,这个负电压使沟道电阻增大,iD 减小;其对沟道的影响与VGS 有类似的作用,所以称衬底为被栅极 MOS 器件的跨导gm (NMOS ) 跨导gm 是衡量MOS 器件的栅源对漏源电流的控制能力的参数 非饱和区 饱和区 MOS 器件的直流导通电阻 非饱和区 饱和区 线性区 MOS 器件的交流电阻 DS mb BS I g V ∂=∂22mb m F SB g g V γηφ==+,n ox DS ox DS BS n ox GS TN ox W V t L DS m V V C W V V GS t L I g V μεμε=-⎧∂⎪==⎨∂⎪⎩212()ox on n ox GS TN t L R W V V με=-2212()212()ox n ox GS TN DS ox n ox GS TN t L W V V V DS on t L DS W V V V R I μεμε---⎧⎪==⎨⎪⎩,1GS BS DS ds V V C DS ds V r I g =∂==∂111()[]GSQ D A ds V DS DQ DQ i V r V I I λ--∂==≈=∂2n GSQ TH λK (V -V )。
电子技术基础(一)期末复习提要
《电子技术基础》(一)期末复习提要第一章半导体二极管、三极管和MOS管一、重点掌握内容1.半导体二极管的单向导电特性,伏安特性曲线,开关应用时开关条件及开头状态的特点。
2.半导体三极管(NPN)的输入特性和输出特性,截止、放大、饱和三种工作状态下的特点。
3.NMOS管开关应用时开关条件及开关工作状态下的特点,MOS管的使用特点。
二、一般掌握的内容1.PN结形成的原因,扩散和漂移的概念,PN结外加两种不同极性电压时的导电性能。
2.二极管的主要参数,几种常用的特殊二极管及它们的工作原理和特点。
3.三极管的工作原理和主要参数,α、β、I CBO、I CEO的物理意义,它们之间的关系及对三极管性能的影响,三极管极限工作区的物理意义和划分。
4.增强型MOS管的工作原理、输出特性和转移特性,MOS管的工作特点及主要参数。
三、一般了解的内容1.三极管的内部载流子运动过程,三极管的开关时间、类型和型号。
2.耗尽型MOS管的工作原理,特性曲线和主要参数,MOS管的开关时间。
第二章数字逻辑基础一、重点掌握的内容1.二进制数的计数规律,二进制数、八进制数、十六进制数与十进制数之间的转换方法(整数)2.逻辑代数的三种基本运算,逻辑代数的基本公式和常用公式。
3.逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。
4.逻辑函数的五种表示方法及其相互转换。
二、一般掌握的内容1.几种常用的复合函数(与非、或非、异或、同或、与或非)的定义及其表示方法。
2.逻辑函数中约束的概念,约束条件的表示方法,具有约束的逻辑函数的化简方法。
3.逻辑代数的三个基本规则。
三、一般了解的内容几种常用的二进制码及其特点:第三章门电路一、重点掌握的内容1.CMOS反相器的组成、工作原理及CMOS与非门、或非门、传输门、三态门、异或门的电路符号、逻辑功能和性能特点。
2.TTL反相器的电路组成、工作原理及TTL与非门、或非门、OC门、三态门、与或非门、异或门的电路符号、逻辑功能和性能特点。
三极管MOS管复习题
习题3客观检测题一、填空题2. 三极管的发射区 杂质 浓度很高,而基区很薄。
5. 处于放大状态的晶体管,集电极电流是 少数载流 子漂移运动形成的。
6. 工作在放大区的某三极管,如果当I B 从12μA 增大到22μA 时,I C 从1mA 变为2mA ,那么它的β约为 100 。
8. 双极型三极管是指它内部的 参与导电载流子 有两种。
9. 三极管工作在放大区时,它的发射结保持 正向 偏置,集电结保持 反向 偏置。
11. 为了使高内阻信号源与低电阻负载能很好的配合,可以在信号源与低电阻负载间接入共集电极 组态的放大电路。
12. 题图3.0.1所示的图解,画出了某单管共射放大电路中晶体管的输出特性和直流、交流负载线。
由此可以得出:(1)电源电压CC V = 6V ;(2)静态集电极电流CQ I = 1mA ;集电极电压CEQ U = 3V ; (3)集电极电阻C R = 3kΩ ;负载电阻L R = 3kΩ ;(4)晶体管的电流放大系数β= 50 ,进一步计算可得电压放大倍数v A = -50 ;('bb r 取200Ω);(5)放大电路最大不失真输出正弦电压有效值约为 1.06V ;(6)要使放大电路不失真,基极正弦电流的振幅度应小于 20μA 。
13. 稳定静态工作点的常用方法有 射极偏置电路 和 集电极-基极偏置电路 。
14. 有两个放大倍数相同,输入电阻和输出电阻不同的放大电路A 和B ,对同一个具有内阻的信号源电压进行放大。
在负载开路的条件下,测得A 放大器的输出电压小,这说明A 的输入电阻 小 。
15. 三极管的交流等效输入电阻随 静态工作点 变化。
16. 共集电极放大电路的输入电阻很 大 ,输出电阻很 小 。
17. 放大电路必须加上合适的直流 偏置 才能正常工作。
18. 共射极、共基极、共集电极 放大电路有功率放大作用; 19. 共射极、共基极 放大电路有电压放大作用; 20. 共射极、共集电极 放大电路有电流放大作用;21. 射极输出器的输入电阻较 大 ,输出电阻较 小 。
模拟集成CMOS考试题
1、与其它类型的晶体管相比,MOS器件的尺寸很容易按____比例____缩小,CMOS电路被证明具有_较低__的制造成本。
2、放大应用时,通常使MOS管工作在_ 饱和区,电流受栅源过驱动电压控制,我们定义_跨导_来表示电压转换电流的能力。
3、λ为沟长调制效应系数,对于较长的沟道,λ值____较小___(较大、较小)。
4、源跟随器主要应用是起到___电压缓冲器___的作用。
5、共源共栅放大器结构的一个重要特性就是_输出阻抗_很高,因此可以做成___恒定电流源_。
6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素,共模输入电平的变化会引起差动输出的改变。
7、理想情况下,_电流镜_结构可以精确地复制电流而不受工艺和温度的影响,实际应用中,为了抑制沟长调制效应带来的误差,可以进一步将其改进为__共源共栅电流镜__结构。
8、为方便求解,在一定条件下可用___极点—结点关联_法估算系统的极点频率。
9、与差动对结合使用的有源电流镜结构如下图所示,电路的输入电容C in为__ C F(1-A)__。
10、λ为沟长调制效应系数,λ值与沟道长度成___反比__(正比、反比)。
二.名词解释(每题3分,共15分)1、阱解:在CMOS工艺中,PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上,其中某一类器件要做在一个“局部衬底”上,这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。
2、亚阈值导电效应解:实际上,V GS=V TH时,一个“弱”的反型层仍然存在,并有一些源漏电流,甚至当V GS<V TH时,I D 也并非是无限小,而是与V GS呈指数关系,这种效应叫亚阈值导电效应。
3、沟道长度调制解:当栅与漏之间的电压增大时,实际的反型沟道长度逐渐减小,也就是说,L实际上是V DS的函数,这种效应称为沟道长度调制。
4、等效跨导Gm解:对于某种具体的电路结构,定义inD V I ∂∂为电路的等效跨导,来表示输入电压转换成输出电流的能力 5、米勒定理 解:如果将图(a )的电路转换成图(b )的电路,则Z 1=Z/(1-A V ),Z 2=Z/(1-A V -1),其中A V =V Y /V X 。
CMOS复习题
CMOS1、假设MOS 管的λ≠0,(1)分别写出NMOS 与PMOS 工作在线性区与饱和区的条件;(2)NMOS与PMOS 管工作在线性区及饱和区的I D 公式;(3) NMOS 与PMOS 管工作在线性区及饱和区的跨导。
2、MOS 管的λ≠0以及V SB ≠0: (1) 画出MOS 管工作在饱和区的完整小信号模型;(2) 写出NMOS 管工作在饱和区的C GS ;(3) 写出NMOS 管工作在饱和区的跨导。
3、对于图1所示电路,其宽长为W/L ,单位面积的栅-氧层电容为C ox ,源/漏单位宽度的交叠电容为C OV ,源/漏单位面积的纵向结电容为C j ,源/漏单位长度的侧壁电容为C jsw 。
(1) 讨论其栅源电容C GS 随栅源电压V GS 的关系;(2) 对给定的V D 电压,画出其栅源电容C GS 随栅源电压V GS 的变化曲线。
DV Ggnd图14、在放大器设计中,应考虑哪些性能参数5、“环形”MOS 结构如图2所示,解释器件是如何工作的,并估算其等效宽度。
比较这种结构与图3中所示结构的漏结电容(a) (b)图2 图36、画出NMOS 晶体管的I D ~V GS 曲线,并在特性曲线中标出夹断点:(1)以V DS 作为参数;(2)以V BS 为参数。
7、对于图4所示NMOS 器件,若V G =且V S =0 :(1) 解释如果将V D 不断减小到低于0V ,将发生什么情况 (2) 将V sub 不断增大到0V 以上,将会发生什么情况8、已知MOS 器件工作在饱和区,且λ≠0及γ=0。
(1) 推导MOS 器件工作在饱和区的本征增益与栅-源电压的关系式。
(2) I D 恒定,画出其本征增益与栅-源电压的函数曲线。
(3)跨导g m 恒定,画出其本征增益与栅-源电压的函数曲线。
9、图5所示电路中,(W/L)1=20μm/μm , I 1=1mA ,I S =,假设λ=0: (1) 计算使M 1工作在线性区边缘的(W/L)2;(2) 求出M 1工作在线性区边缘的小信号增益。
模电复习题
第一章复习题一、填空1、N型半导体是在本征半导体中掺入极微量的(五)价元素组成的。
这种半导体内的多数载流子为(自由电子)。
2、PN结正向偏置时,内、外电场方向(相反)。
3、用指针式万用表检测二极管极性时,需选用欧姆挡的(R×1k)档位,检测中若指针偏转较大,可判断与红表棒相接触的电极是二极管的(阴)极。
检测二极管好坏时,若两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很大,说明二极管已经被击穿;两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很小时,说明该二极管已经老化不通。
4、双极型三极管内部有基区、发射区和集电区,有(发射)结和 ( 集电)结及向外引出的三个铝电极。
5、二极管的伏安特性曲线上可分为 ( 死)区、正向导通区、 (反向截止)区和(反向击穿)区四个工作区。
6、双极型三极管简称晶体管,属于(电流)控制型器件,单极型三极管称为MOS管,属于(电压)控制型器件。
MOS管只有(多数)流子构成导通电流。
二、判断1、P型半导体中空穴多于自由电子,说明P型半导体带正电.。
(×)2、二极管只要工作在反向击穿区,一定会被击穿而造成永久损坏。
(×)3、晶体管和场效应管一样,都是由两种载流子同时参与导电。
(×)4、只要在二极管两端加正向电压,二极管就一定会导通。
(×)5、双极型三极管的集电极和发射极类型相同,因此可以互换使用。
(×)三、单选1、单极型半导体器件是(C)。
A、二极管;B、双极型三极管;C、场效应管;D、稳压管。
2、稳压二极管的正常工作状态是(C)。
A、导通状态;B、截止状态;C、反向击穿状态;D、正向死区状态。
3、PN结两端加正向电压时,其正向电流是(A)而成。
A、多子扩散;B、少子扩散;C、少子漂移;D、多子漂移。
4、三极管超过(C)所示极限参数时,必定被损坏。
A、集电极最大允许电流I CM;B、集—射极间反向击穿电压U(BR)CEO;C、集电极最大允许耗散功率P CM;D、管子的电流放大倍数 。
最新1半导体器件复习练习题二极管、三极管、场效应管、差动放大电路、集成运放
1半导体器件复习练习题二极管、三极管、场效应管、差动放大电路、集成运放半导体基本知识和半导体器件(二极管、三极管、场效应管、集成运放)一、选择题:1、PN结外加正向电压时,其空间电荷区()。
A.不变B.变宽C.变窄D.无法确定2、PN结外反正向电压时,其空间电荷区()。
A.不变B.变宽C.变窄D.无法确定3、当环境温度升高时,二极管的反向饱和电流I s将增大,是因为此时PN结内部的()A. 多数载流子浓度增大B.少数载流子浓度增大C.多数载流子浓度减小D.少数载流子浓度减小4、PN结反向向偏置时,其内电场被()。
A.削弱B.增强C.不变D.不确定5、在绝对零度(0K)和没有外界激发时,本征半导体中( ) 载流子。
A.有B.没有C.少数D.多数6、集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以()。
A.减小温漂 B. 增大放大倍数C. 提高输入电阻D. 减小输出电阻7、以下所列器件中,()器件不是工作在反偏状态的。
A、光电二极管B、发光二极管C、变容二极管D、稳压管8、当晶体管工作在放大区时,()。
A. 发射结和集电结均反偏B.发射结正偏,集电结反偏C. 发射结和集电结均正偏D.发射结反偏,集电结正偏9、稳压二极管稳压时,其工作在( ),A.正向导通区 B.反向截止区 C.反向击穿区 D.不确定10、抑制温漂(零漂)最常用的方法是采用()电路。
A.差放B.正弦C.数字D.功率放大11、在某放大电路中,测得三极管三个电极的静态电位分别为0 V,-10A.NPN 型硅管 B.NPN 型锗管C.PNP 型硅管D.PNP 型锗管12、某场效应管的转移特性如右图所示,该管为()。
A.P沟道增强型MOS管 B.P沟道结型场效应管C.N沟道增强型MOS管D.N沟道耗尽型MOS管13、通用型集成运放的输入级采用差动放大电路,这是因为它的()。
A.输入电阻高 B.输出电阻低C.共模抑制比大D.电压放大倍数大14、如右图所示复合管,已知V1的β1 = 30,V2的β2 = 50,则复合后的β约为()。
mos练习题
一、选择题1. 下列哪个选项不属于MOS的五大类?A. 氮化物B. 氧化物C. 硅酸盐D. 碳化物2. MOS晶体管的栅极材料通常采用哪种材料?A. 铝B. 镁C. 钨D. 铂3. MOS晶体管的源极和漏极通常采用哪种材料?A. 硅B. 锗C. 铟D. 铊4. MOS晶体管的阈值电压Vth是指什么?A. 栅极电压达到一定值时,源极和漏极之间的电流开始显著增加的电压B. 栅极电压达到一定值时,源极和漏极之间的电流开始显著减少的电压C. 栅极电压达到一定值时,源极和漏极之间的电流保持不变的电压D. 栅极电压达到一定值时,源极和漏极之间的电流为零的电压5. MOS晶体管的亚阈值斜率S表示什么?A. 栅极电压每增加1V,漏极电流增加的百分比B. 栅极电压每增加1V,漏极电流减少的百分比C. 栅极电压每增加1V,源极电流增加的百分比D. 栅极电压每增加1V,源极电流减少的百分比二、填空题1. MOS晶体管的基本结构包括______、______、______、______和______。
2. MOS晶体管的栅极氧化层厚度通常在______nm到______nm之间。
3. MOS晶体管的阈值电压Vth与______、______和______有关。
4. MOS晶体管的亚阈值斜率S与______和______有关。
5. MOS晶体管的漏极电流I_D与______、______和______有关。
三、判断题1. MOS晶体管的栅极氧化层厚度越大,漏极电流越大。
()2. MOS晶体管的阈值电压Vth越高,漏极电流越大。
()3. MOS晶体管的亚阈值斜率S越大,漏极电流越大。
()4. MOS晶体管的漏极电流I_D与栅极电压Vgs无关。
()5. MOS晶体管的漏极电流I_D与漏极电压Vds无关。
()四、简答题1. 简述MOS晶体管的基本工作原理。
2. 简述MOS晶体管的阈值电压Vth与哪些因素有关。
3. 简述MOS晶体管的亚阈值斜率S与哪些因素有关。
半导体器件期末考试试题
半导体器件期末考试试题# 半导体器件期末考试试题## 一、选择题(每题2分,共20分)1. 半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间,这是因为: - A. 温度影响- B. 掺杂效应- C. 晶格结构- D. 电子空穴对2. PN结形成后,其两侧的电势差是:- A. 正值- B. 负值- C. 零- D. 无法确定3. 下列哪个不是半导体器件的特性参数:- A. 载流子浓度- B. 迁移率- C. 击穿电压- D. 频率响应4. MOSFET的全称是:- A. 金属-氧化物-半导体场效应晶体管- B. 金属-半导体-氧化物场效应晶体管- C. 金属-氧化物-半导体二极管- D. 金属-氧化物-半导体变容二极管5. 以下哪个是半导体器件的制造工艺:- A. 光刻- B. 焊接- C. 铸造- D. 热处理## 二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述PN结的工作原理及其在半导体器件中的应用。
2. 描述MOSFET的工作原理,并说明其在集成电路设计中的重要性。
3. 解释半导体材料的掺杂过程,并举例说明掺杂对半导体器件性能的影响。
## 三、计算题(每题25分,共50分)1. 假设一个N型半导体的掺杂浓度为\[10^{15}\] cm\[^{-3}\],计算其在室温下的电子浓度。
假设电子的亲和力为0.7eV。
2. 给定一个PN结,其正向偏置电压为0.7V,反向击穿电压为100V。
若PN结处于反向偏置状态,计算其反向偏置电压为50V时的耗尽区宽度。
假设耗尽区宽度与电压的关系为线性。
## 四、论述题(共30分)1. 论述半导体器件在现代电子技术中的重要性,并展望其在未来技术发展中的潜在应用。
请注意,以上试题仅为示例,实际考试内容可能根据教学大纲和课程内容有所不同。
考生应根据所学知识和理解,认真作答。
场效应管基础知识单选题100道及答案解析
场效应管基础知识单选题100道及答案解析1. 场效应管是一种()控制器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案:B解析:场效应管是电压控制型器件,通过栅源电压来控制漏极电流。
2. 场效应管的输入电阻()。
A. 很小B. 较大C. 中等D. 很大答案:D解析:场效应管的输入电阻通常可达10^7 - 10^15 欧姆,输入电阻很大。
3. 结型场效应管的栅源电压不能()。
A. 为正B. 为负C. 为零D. 不确定答案:A解析:结型场效应管的栅源电压必须为负,才能形成导电沟道。
4. 增强型MOS 场效应管的开启电压()。
A. 大于零B. 小于零C. 等于零D. 不确定答案:A解析:增强型MOS 场效应管的开启电压大于零。
5. 耗尽型MOS 场效应管在栅源电压为零时()。
A. 没有导电沟道B. 有导电沟道C. 导电沟道不确定D. 以上都不对答案:B解析:耗尽型MOS 场效应管在栅源电压为零时就有导电沟道。
6. 场效应管的跨导反映了()。
A. 输入电压对输出电流的控制能力B. 输入电流对输出电压的控制能力C. 输出电压对输入电流的控制能力D. 输出电流对输入电压的控制能力答案:D解析:场效应管的跨导表示输出电流对输入电压的控制能力。
7. 场效应管工作在恒流区时,其漏极电流主要取决于()。
A. 栅源电压B. 漏源电压C. 栅极电阻D. 漏极电阻答案:A解析:在恒流区,漏极电流主要由栅源电压决定。
8. 场效应管的夹断电压是指()。
A. 使导电沟道完全夹断时的栅源电压B. 使导电沟道开始夹断时的栅源电压C. 使漏极电流为零时的栅源电压D. 以上都不对答案:A解析:夹断电压是使导电沟道完全夹断时的栅源电压。
9. 场效应管的输出特性曲线可分为()个区域。
A. 2B. 3C. 4D. 5答案:B解析:输出特性曲线分为可变电阻区、恒流区和截止区三个区域。
10. 以下哪种场效应管的输入电容最小()。
A. 结型场效应管B. 增强型MOS 场效应管C. 耗尽型MOS 场效应管D. 无法确定答案:A解析:结型场效应管的输入电容相对较小。
模电期末复习填空题 (09级)(学生用)
期末复习填空题(共177空)1、BJT三极管内部有个PN结,JFET三极管内部有个PN结,MOS场效应管共有种类型。
2、当场效应管的漏极静态电流增大时,它的低频跨导g将。
m3、本征半导体的导电能力比杂质半导体的导电能力。
电子型半导体称为型半导体。
4、二极管最主要的特性是。
温度升高时,二极管的反向饱和电流。
5、PN结加正向电压,空间电荷区将;PN结加反向电压,空间电荷区将。
6、稳压管通常工作在区,反向电流在较大范围内变化时,两端电压。
7、BJT三极管是控制器件,除共射连接外还有和连接方式。
场效应管是控制器件。
8、P型半导体是在本征半导体中掺入了原子(填“受主”或“施主”)形成的杂质半导体,其少子是。
9、杂质半导体的导电性能决定于。
10、PN结反偏电压越大其势垒电容越。
11、N型半导体是在本征半导体中掺入了价元素的原子,其多数载流子是。
12、二极管的伏安特性方程为。
13、BJT三极管工作在放大状态时,发射结偏,集电结偏;当温度升高时,三极管电流放大倍数变化的趋势是。
14、P型半导体是在本征半导体中掺入价元素的原子,其多数载流子是。
≈;二极管的整流作用是利用了PN 15、二极管正向导通时的交流电阻rd结的特性。
16、BJT三极管工作在饱和状态时,发射结偏,集电结偏。
17、当温度升高时,BJT三极管集射极之间的穿透电流I变化的趋势是。
CEO18、N型半导体是在本征半导体中掺入了原子(填“受主”或“施主”),其少数载流子是。
19、PN结有两种电容效应,除扩散电容外还存在电容。
20、一般二极管作稳压二极管使用;稳压二极管作一般二极管使用(填“能”或“不能”)。
21、三极管工作在放大状态时,发射结电流是电流,集电结电流是电流(填“正向”或“反向”)。
22、按结构不同场效应管分为型和型两大类。
23、温度升高时,杂质半导体中的(填“少子”或“多子”)浓度明显增加。
24、二极管在温度升高时,正向特性曲线移;反向特性曲线移。
模拟cmos集成电路设计复习题
一、简答题( 共 40 分)
1. 对比基本电流镜与共源共栅电流镜的差别,结合相关电路图指出各自的利弊。 (10 分)
2. 分析差分电路中器件不匹配对差分对性能所造成的影响。 (5 分)
3.以共源放大器为例,分析 Miller 电容对共源放大器的频率影响。 (5 分)
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4. MOSFET 工作在放大状态时,其工作的区域和等效小信号模型分别是什么?请画出相 应的低频等效小信号模型,并解释相关参数在电路中的含义。 (10 分)
5. 请分别画出 P 型衬底,N 阱 CMOS 工艺里 NMOSFET 和 PMOSFET 的器件纵向结构 图,并给出电路最高点位与最低点位最可能连接的端点位置。 (10 分)
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学院____________班级____________姓名____________学号____________
1000× (1+ s )
H (s) =
(1 +
2π ×1000 s
,
)
2π ×10
(10 分)
(a) 计算低频增益,零点和极点 (5 分)
(b) 画出对应的幅频特性和相频特性 (5 分)
——第 8 页——
学院____________班级____________姓名____________学号____________
7.保证沟道宽度不变的情况下,采用电流源负载的共源级为了提高电压增益,可以
(
)。
A. 减小放大管的沟道长度,减小负载管的沟道长度;
B.减小放大管的沟道长度,增加负载管的沟道长度;
C.增加放大管的沟道长度,减小负载管的沟道长度;
D.增加放大管的沟道长度,增加负载管的沟道长度;
晶体三极管和场效应管试题及答案
晶体三极管和场效应管试题及答案一、单选题1.如图所示各特性曲线中,N沟道增强型MOS管的转移特性曲线是A、B、C、D、【正确答案】:D2.某单管共射放大电路在处于放大状态时,三个电极A、B、C对地的电位分别是,则此三极管一定是A、PNP硅管B、NPN硅管C、PNP锗管D、NPN锗管【正确答案】:A3.用万用表测量某放大电路中三极管各个极的电位如下,处于放大状态的三极管是A、B、C、D、【正确答案】:B4.某场效应管的符号如图所示,可判断该管为A、N沟道结型场效应管B、P沟道结型场效应管C、N沟道耗尽型场效应管D、P沟道耗尽型场效应管【正确答案】:A5.下列说法中正确的是A、体现晶体三极管电流放大特性的公式是B、硅材料晶体三极管的导通电压是0.3VC、锗材料晶体三极管的饱和压降是0.1VD、晶体三极管具有能量放大作用【正确答案】:C6.射极输出器的主要特点是A、电压放大倍数略大于1,输入电阻高,输出电阻低B、电压放大倍数略大于1,输入电阻低,输出电阻高C、电压放大倍数略小于1,输入电阻高,输出电阻低D、电压放大倍数略小于1,输入电阻低,输出电阻高【正确答案】:C7.把射极输出器用作多级放大器的第一级,是利用它的A、电压放大倍数略小于1,电压跟随特性好B、输入电阻高C、输出电阻低D、有一定的电流和功率放大能力【正确答案】:B8.万用表测得三极管时,;时,,则该管的交流电流放大系数为A、100B、80C、75D、60【正确答案】:D9.NPN型三极管处于放大状态时,下列各极电位或电压关系正确的是A、B、C、D、【正确答案】:D10.测得晶体三极管=30μA时,=2.4mA;=40μA时,=3mA;则该管的交流电流放大系数为A、75B、80C、60D、100【正确答案】:C11.硅材料三极管的饱和压降是A、0.1vB、0.3vC、0.5vD、0.7v【正确答案】:B12.场效应管的极限参数的有A、最大漏极电流B、击穿电压C、最大耗散功率D、低频跨导【正确答案】:A13.某放大管的三极电流参考方向都是流入管内,大小分别为:。
CMOS复习题
CMOS模拟集成电路设计复习思考题1.写出NMOS管的开启导通条件、饱和导通条件以及分别工作在线性区和饱和区的漏电流公式(λ≠0)。
2.写出NMOSFET分别在饱和区和深线性区的跨导gm及小信号输出电阻公式。
3.MOS运放中MOS管应工作在线性区还是饱和区?为什么?4.MOSFET有哪些二级效应?5.什么是MOSFET的衬偏效应和沟道调制效应?沟道调制效应系数λ与沟道长度L、MOS管工作在饱和区的小信号电阻r0有何关系?6.分别画出P-SUB及N-SUB上的NMOS管和PMOS管的剖面图。
P-SUB及N-SUB应分别接什么电位,为什么?7.画出单级共源共栅放大器的电路图,若这一电路制造在N-SUB上,其中那些管存在衬偏效应和那些管不存在衬偏效应?为什么?8.画出NMOSFET的I D—V DS曲线及其低频时的小信号等效电路(λ≠0,γ=0)。
9.MOSFET为什么可以用作模拟开关?传送低电平“0”时应选用NMOS管还是PMOS管?如果既要传送“0”和“1”电平,可以采取什么办法?10.比较电阻负载、恒流源负载和MOS“二极管”负载的CS放大器的主要区别。
11.差分放大器的主要优点是什么?12.写出下图中从箭头端看进去的小信号输入电阻13.写出下图中的小信号输出电阻14.假定λ≠0,γ=0,写出下图中从输出端看进去的输入电阻R in1~R in4,其中可用作恒流源的是那些电路单元?比较这些恒流源单元电路各有何特点。
15.“极点越多放大器带宽越窄”的说法正确吗?为什么?16.比较恒流源负载的CS、CD、CG放大器的带宽大小关系,如果想得到较大的增益带宽积,可采取的办法是什么?17.以下图(A)基本CS放大器为例,试说明①何谓米勒效应?②为什么说Von是模拟CMOS集成电路设计中的一个重要设计参数。
18.上图电路中,假定节点out1和out2的小信号输出电阻与信号源內阻Rs有相同的数量级,节点out1和out2的寄生电容也具有相同的数量级,回答下面问题:1)假定(A)、(B)电路做在同一个衬底上,试判断衬底的类型并说明原因。
(集成电路原理)第5章MOS反相器习题与答案
第5章MOS反相器习题与答案1. 说明MOS器件的基本工作原理。
它与BJT基本工作原理的区别是什么?MOS器件基于表面感应的原理,是利用垂直的栅压V GS实现对水平I DS的控制。
它是多子(多数载流子)器件。
用跨导描述其放大能力。
双极器件(两种载流子导电)是多子与少子均起作用的器件,有少子存贮效应,它用基极电流控制集电极电流,是流控器件。
用电流放大系数描述其放大能力。
2. 试以栅介质和栅电极的种类对MOS器件进行分类。
当前VLSI MOSIC工艺的主流采用何种工艺?以SiO2为栅介质时,叫MOS器件,这是最常使用的器件形式。
历史上也出现过以Al2O3为栅介质的MAS器件和以Si3N4为栅介质的MNS 器件,以及以SiO2+ Si3N4为栅介质的MNOS器件,统称为金属-绝缘栅-半导体器件--MIS 器件。
以Al为栅电极时,称铝栅器件。
以重掺杂多晶硅(Poly-Si) 为栅电极时,称硅栅器件。
它是当前VLSI MOS器件的主流器件。
3. 试述硅栅工艺的优点。
①它使|V TP|下降1.1V,也容易获得合适的V TN值并能提高开关速度和集成度。
②硅栅工艺具有自对准作用,使栅区与源、漏交迭的密勒电容大大减小,也使其它寄生电容减小,使器件的频率特性得到提高。
另外,在源、漏扩散之前进行栅氧化,也意味着可得到浅结。
③硅栅工艺还可提高集成度,这不仅是因为扩散自对准作用可使单元面积大为缩小,而且因为硅栅工艺可以使用“二层半布线”即一层铝布线,一层重掺杂多晶硅布线,一层重掺杂的扩散层布线。
4. 画出MOS器件的输出特性曲线。
指出它和BJT输出特性曲线的异同。
何谓厄莱电压?在饱和区MOS器件的电流-电压特性将不再是水平直线的性状,而是向上倾斜,也就是说,工作在饱和区的NMOS器件的电流将随着V DS的增加而增加。
这种在V DS作用下沟道长度的变化引起饱和区输出电流变化的效应,被称为沟道长度调制效应。
衡量沟道长度调制的大小可以用厄莱(Early)电压V A表示,它反映了饱和区输出电流曲线上翘的程度。
二、三级管,MOS管特性测试共51页
档测出的电阻值不同,用R×100Ω档测出的阻值小,而
用R×1KΩ测出的阻值大。
(√)
问题: 当测得电阻较小时,黑表笔接二级管的 哪个极? 正极 红表笔接二级管的哪个极? 负极
电阻小
二级管正 偏
问题: 当测得电阻较大时,黑表笔接二级管的 哪个极?
红表笔接二级管的哪个极?
正极
负极
电阻大
二级管反 偏
思考题:
图 1 用指针万用 表测量二极管
表头
.
μA
量程电阻
Ω档量程选择
电池
—
+
黑表笔
红表笔
.
D
图 1 测量二极管
(2)使用用数字式万用表
使用数字万用表的 。))) 档,可以测量二极
管的正向导通电压。当电表指示数字最高位为 “1”,其它位空白时,表示被测电路的电阻无穷 大,二极管处于反向截止状态;当指示为3位数时, 为正向导通状态,其显示的数值约等于二极管的 正向导通电压毫伏(mV)值。在正向导通状态, 红表笔连接的是二极管正极。
反向电阻
R×1K
正向电阻 反向电阻
用万用表测发光二极管, 可用万用表欧姆档的最高档 (R×10K)
问题:为什么用万用表的不同电阻档测量二极管 的电阻时,会得到不同的电阻值?
由于二级管的伏安特性是非线性的, 故选用万用表不同量程测量同一个 二极管时,通过二极管的正向电流 大小不等,因此测出的正向电阻也 不尽相同。
三极管外形、结构、符号
图2.1.1三极管外形
图2.1.2 三极管的结构图
1、硅管或锗管的判别
当V=0.6~0.7V时, 为硅管
当V=0.1~0.3V时 为锗管。
图2.1.11判别硅管和锗管的测试电路
COMS模拟集成电路复习题
1,MOS管的工作原理MOS管有N沟和P沟之分,每一类分为增强型和耗尽型,增强型MOS管在栅-源电压vGS=0时,漏-源极之间没有导电沟道存在,即使加上电压 vDS,也没有漏极电流产生。
而耗尽型MOS 管在vGS=0 时,漏-源极间就有导电沟道存在。
MOS 管的源极和衬底通常是接在一起的。
增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。
当栅-源电压vGS=0时,即使加上漏-源电压 vDS,总有一个 PN 结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道,这时漏极电流 iD≈0。
若在栅-源极间加上正电压,即 vGS>0,则栅极和衬底之间的 SiO2 绝缘层中便产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场,这个电场能排斥空穴而吸引电子,形成耗尽层,同时 P 衬底中的电子被吸引到衬底表面。
当 vGS 数值较小,吸引电子的能力不强时,漏-源极之间仍无导电沟道出现.vGS 增加时,吸引到 P衬底表面层的电子就增多,当 vGS 达到某一数值时,这些电子在栅极附近的 P 衬底表面便形成一个 N 型薄层,在漏-源极间形成 N 型导电沟道,称为反型层。
vGS 越大,吸引到 P 衬底表面的电子就越多,导电沟道越厚,沟道电阻越小。
开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压VT。
N 沟增强型 MOS 管在 vGS<VT 时,不能形成导电沟道,管子处于截止状态。
当 vGS≥VT 时,才有沟道形成,此时在漏-源极间加正电压 vDS,才有漏极电流产生。
而且vGS增大时,沟道变厚,沟道电阻减小,iD 增大。
2、影响MOS管阈值电压的主要因素一是作为介质的栅氧化层中的电荷Qss及其性质。
这种电荷通常由多种原因产生,其中一部分带正电,一部分带负电,其净电荷的极性会对衬底表面产生电荷感应,从而影响反型层的形成,或使器件耗尽,或阻碍反型层的形成。
二是衬底的掺杂浓度。
要在衬底上表面产生反型层,必须施加能够将表面耗尽并且形成衬底少数载流子的积累的栅源电压,这电压的大小与衬底的掺杂浓度有直接关系。
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极管M O S管复习题--------------------------------------------------------------------------作者: _____________ --------------------------------------------------------------------------日期: _____________习题3客观检测题一、填空题2. 三极管的发射区 杂质 浓度很高,而基区很薄。
5. 处于放大状态的晶体管,集电极电流是 少数载流 子漂移运动形成的。
6. 工作在放大区的某三极管,如果当I B 从12μA 增大到22μA 时,I C 从1mA 变为2mA ,那么它的β约为 100 。
8. 双极型三极管是指它内部的 参与导电载流子 有两种。
9. 三极管工作在放大区时,它的发射结保持 正向 偏置,集电结保持 反向 偏置。
11. 为了使高内阻信号源与低电阻负载能很好的配合,可以在信号源与低电阻负载间接入 共集电极 组态的放大电路。
12. 题图3.0.1所示的图解,画出了某单管共射放大电路中晶体管的输出特性和直流、交流负载线。
由此可以得出: (1)电源电压CC V = 6V ;(2)静态集电极电流CQ I = 1mA ;集电极电压CEQ U = 3V ; (3)集电极电阻C R = 3kΩ ;负载电阻L R = 3kΩ ;(4)晶体管的电流放大系数β= 50 ,进一步计算可得电压放大倍数v A = -50 ;('bb r 取200Ω);(5)放大电路最大不失真输出正弦电压有效值约为 1.06V ;(6)要使放大电路不失真,基极正弦电流的振幅度应小于 20μA 。
13. 稳定静态工作点的常用方法有 射极偏置电路 和 集电极-基极偏置电路 。
题图3.0.114. 有两个放大倍数相同,输入电阻和输出电阻不同的放大电路A和B,对同一个具有内阻的信号源电压进行放大。
在负载开路的条件下,测得A放大器的输出电压小,这说明A的输入电阻小。
15. 三极管的交流等效输入电阻随静态工作点变化。
16. 共集电极放大电路的输入电阻很大,输出电阻很小。
17. 放大电路必须加上合适的直流偏置才能正常工作。
18. 共射极、共基极、共集电极放大电路有功率放大作用;19. 共射极、共基极放大电路有电压放大作用;20. 共射极、共集电极放大电路有电流放大作用;21. 射极输出器的输入电阻较大,输出电阻较小。
22. 射极输出器的三个主要特点是输出电压与输入电压近似相同、输入电阻大、输出电阻小。
23.“小信号等效电路”中的“小信号”是指“小信号等效电路”适合于微小的变化信号的分析,不适合静态工作点和电流电压的总值的求解,不适合大信号的工作情况分析。
24. 放大器的静态工作点由它的直流通路决定,而放大器的增益、输入电阻、输出电阻等由它的交流通路决定。
25. 图解法适合于求静态工作Q点;小、大信号工作情况分析,而小信号模型电路分析法则适合于求交变小信号的工作情况分析。
26. 放大器的放大倍数反映放大器放大信号的能力;输入电阻反映放大器索取信号源信号大小的能力;而输出电阻则反映出放大器带负载能力。
27. 对放大器的分析存在静态和动态两种状态,静态值在特性曲线上所对应的点称为 Q点。
28. 在单级共射放大电路中,如果输入为正弦波形,用示波器观察V O和V I的波形,则V O和V I的相位关系为反相;当为共集电极电路时,则V O和V I 的相位关系为同相。
29. 在由NPN管组成的单管共射放大电路中,当Q点太高(太高或太低)时,将产生饱和失真,其输出电压的波形被削掉波谷;当Q点太低(太高或太低)时,将产生截止失真,其输出电压的波形被削掉波峰。
32. PNP三极管输出电压的顶部部失真都是饱和失真。
33. 多级放大器各级之间的耦合连接方式一般情况下有RC耦合,直接耦合,变压器耦合。
34. BJT三极管放大电路有共发射极、共集电极、共基极三种组态。
35. 不论何种组态的放大电路,作放大用的三极管都工作于其输出特性曲线的放大区。
因此,这种BJT 接入电路时,总要使它的发射结保持 正向 偏置,它的集电结保持 反向 偏置。
36. 某三极管处于放大状态,三个电极A 、B 、C 的电位分别为-9V 、-6V 和-6.2V ,则三极管的集电极是 A ,基极是 C ,发射极是 B 。
该三极管属于 PNP 型,由 锗 半导体材料制成。
37. 电压跟随器指共 集电 极电路,其 电压 的放大倍数为1; 电流跟随器指共 基 极电路,指 电流 的放大倍数为1。
38. 温度对三极管的参数影响较大,当温度升高时,CBO I 增加 ,β 增加 ,正向发射结电压BE U 减小 ,CM P 减小 。
40. 放大器产生非线性失真的原因是 三极管或场效应管工作在非放大区 。
41. 在题图3.0.2电路中,某一参数变化时,CEQ V 的变化情况(a. 增加,b ,减小,c. 不变,将答案填入相应的空格内)。
(1)b R 增加时,CEQ V 将 增大 。
(2)c R 减小时,CEQ V 将 增大 。
(3)C R 增加时,CEQ V 将 减小 。
(4)s R 增加时,CEQ V 将 不变 。
(5)β减小时(换管子),CEQ V 将 增大 。
(6)环境温度升高时,CEQ V 将 减小 。
42. 在题图3.0.3电路中,当放大器处于放大状态下调整电路参数,试分析电路状态和性能的变化。
(在相应的空格内填“增大”、“减小”或“基本不变”。
) (1)若b R 阻值减小,则静态电流I B 将 增大 ,CE V 将 减小 ,电压放大倍数v A 将 增大。
(2)若换一个β值较小的晶体管,则静态的B I 将 不变 ,CE V 将 增大,电压放大倍数v A 将 减小。
(3)若C R 阻值增大,则静态电流B I 将 不变 , CE V 将 减小 ,电压放大倍数v A 将 增大 。
题图3.0.243. 放大器的频率特性表明放大器对 不同频率信号 适应程度。
表征频率特性的主要指标是 中频电压放大倍数 , 上限截止频率 和 下限截止频率 。
44. 放大器的频率特性包括 幅频响应 和 相频响应 两个方面,产生频率失真的原因是 放大器对不同频率的信号放大倍数不同 。
45. 频率响应是指在输入正弦信号的情况下, 放大器对不同频率的正弦信号的稳态响应。
46. 放大器有两种不同性质的失真,分别是 线性 失真和 非线性 失真。
二、判断题1. 下列三极管均处于放大状态,试识别其管脚、判断其类型及材料,并简要说明理由。
(4)5V ,1.2V ,0.5V ;解:硅NPN 型BJT 管;5V 为集电极,1.2V 为基极,0.5V 为发射极 (8)13V ,12.8V , 17V ;解:锗NPN 型BJT 管,17V 为集电极,13V 为基极,12.8V 为发射极, (9)6.7V ,6V ,9V ;解:硅NPN 型BJT 管,9V 为集电极,6.7V 为基极,6V 为发射极, 2. 判断三极管的工作状态和三极管的类型。
1管:;4,7.2,2V V V V V V C E B =-=-= 答:NPN 管,工作在放大状态。
2管:;5.5,3.5,6V V V V V V C E B === 答:NPN 管,工作在饱和状态。
3管:;V V ,V .V ,V V C E B 7301=-=-= 答:NPN 管,工作在截止状态。
3. 题图3.0.4所列三极管中哪些一定处在放大区?答:题图3.0.4所列三极管中,只有图(D )所示的三极管处在放大区。
4. 放大电路故障时,用万用表测得各点电位如题图3.0.5,三极管可能发生的故障是什么?答:题图3.0.5所示的三极管,B 、E 极之间短路,发射结可能烧穿。
5. 测得晶体管3个电极的静态电流分别为0.06mA ,3.66mA 和3.6mA ,则该管的β 为①。
①为60。
②为61。
③0.98。
④无法确定。
6. 只用万用表判别晶体管3个电极,最先判别出的应是 ②b 极 。
①e 极 ②b 极 ③c 极 9.题图3.0.6所示电路中,用 直流电压表测出V CE ≈0V ,有 可能是因为 C 或D 。
A R b 开路B R c 短路C R b 过小D β过大10. 测得电路中几个三极管的各极对地电压如题图3.0.7所示。
试判断各三极管的工作状态。
题图3.0.6题图3.0.5题图3.0.4 6V 3V A 6V 2.3V 2.3 C 3V 9.3V 5.7 D 5V 0V 1.9 B1.6V11. 用万用表直流电压档测得电路中晶体管各电极的对地电位,如题图3.0.8示,试判断这些晶体管分别处于哪种工作状态(饱和、放大、截止或已损坏)?主观检测题3.1.3硅三极管的CBO,I50=βa ),要求mA I C 2=,问E R 应为多大?现改接为图(b),仍要求B C R mA I 问,2=应为多大?题图3.0.7(b)(c)(d)(a)题图3.0.8(a)(b)3.3.13.3.2mA .I211-=,mA.I032=,mA.I2313=,试判断e、b、c三个电极,该晶体管的类型(NPN型还是PNP型)以及该晶体管的电流放大系数β。
3.3.3AICBOμβ4,50==,导通时V.V BE20-=,问当开关分别接在A、B、C三处时,晶体管处于何种工作状态?集电极电流CI为多少?设二极管D具有理想特性。
3.3.4题图3.3.1(a) (b) (c)题图3.3.2题图3.3.33.4.1(不包含加粗线)。
(1)确定CC V 、•b C R R 和的数值(设BE V 可以略去不计)。
(2)若接入Ω=k R L 6,画出交流负载线。
(3)若输入电流)(sin 18A t i b μω=,在保证放大信号不失真的前提下,为尽可能减小直流损耗,应如何调整电路参数?调整后的元件数值可取为多大? 3.4.3b b c L CC e R k ,R k ,R k ,R k ,V V ,R k ΩΩΩΩΩ======12156233241,晶体管的,200,50'Ω==bb r β饱和压降Ω10070==s CES r ,V .V 。
(1)估算静态工作点Q ; (2)求最大输出电压幅值om V ; (a)(b)题图3.4.1(3)计算放大器的V A 、R i 、R o 和A vs ;(4)若电路其他参数不变,问上偏流电阻2b R 为多大时,?V V CE 4=3.4.43.5.1••b b I I β和的正方向。
(电路中各电容的容抗可不计)。
(a)(b)题图3.4.3(a) (b)题图3.4.4 (a)b I &)d (bR ber b I &βi V &c R LR V &1b I &βb I &)c (1e R 2b R 2be r 2b I &βi V &2c R 1b R LR V &1be r b I &βbI &)e (iV &4R 1R oV &be r 1b I &β2b I &)f (bR 2be r 2b I &βiV &cR V &1be r 1b I &3.5.2Ω===k R R V V L c CC 3,12,晶体管的Ω==300,50'bb r β,在计算BQ I 时可认为0≈BE V :(1)若Ω=k R b 600,问这时的?V CEQ =(2)在以上情况下,逐渐加大输入正弦信号的幅度,问放大器易出现何种失真?(3)若要求V V CEQ 6=,问这时的?=b R(4)在V V CEQ 6=,加入mV V i 5=•的信号电压,问这时的?V o =•3.6.1ΩΩk R ,k R ,V V b b CC 641021===,Ωk .R e 33=,Ωk R R L c 2==,晶体管V .V ,r ,BE 'bb 7010050==Ωβ为,各电容的容抗均很小。