《半导体集成电路》考试题目及参考答案

第一部分考试试题

第0章绪论

1.什么叫半导体集成电路？

2.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英文缩写？

3.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？

4.

5.

6.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.请画出CMOS反相器的版图，并标注各层掺杂类型和输入输出端子。

第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应

1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略？。

2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应？

3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应？

4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应，其对晶体管有什么影响?

5. 消除“Latch-up”效应的方法？

6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应？

7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应？

第3章集成电路中的无源元件

1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些？

2.集成电路中常用的电容有哪些。

3.

4.

5.

1.

流

2. 分析四管标准TTL与非门（稳态时）各管的工作状态？

3. 在四管标准与非门中，那个管子会对瞬态特性影响最大，并分析原因以及带来那些困难。

4. 两管与非门有哪些缺点，四管及五管与非门的结构相对于两管与非门在那些地方做了改善，并分析改善部分是如何工作的。四管和五管与非门对静态和动态有那些方面的改进。

5. 相对于五管与非门六管与非门的结构在那些部分作了改善，分析改进部分是如何工作的。

6. 画出四管和六管单元与非门传输特性曲线。并说明为什么有源泄放回路改善了传输特性的矩形性。

7. 四管与非门中，如果高电平过低，低电平过高，分析其原因，如与改善方法，请说出你的想法。

8.

1. 2. 4. 5. 6.

7.请画出晶体管的D DS I V 特性曲线，指出饱和区和非饱和区的工作条件及各自的电

流方程（忽略沟道长度调制效应和短沟道效应）。

8.给出E/R 反相器的电路结构，分析其工作原理及传输特性，并计算VTC 曲线上的临界电压值。

9.考虑下面的反相器设计问题：给定V DD =5V ，K N `=30uA/V 2 ，V T0=1V

设计一个V OL =0.2V 的电阻负载反相器电路，并确定满足V OL 条件时的晶体管的宽长

比(W/L)和负载电阻R L的阻值。

10.考虑一个电阻负载反相器电路：V DD=5V，K N`=20uA/V2，V T0=0.8V，R L=200KΩ，W/L=2。计算VTC曲线上的临界电压值（V OL、V OH、V IL、V IH）及电路的噪声容限，并评价该直流反相器的设计质量。

11.设计一个V OL=0.6V的电阻负载反相器，增强型驱动晶体管V T0=1V， V DD=5V

1）求V IL和V IH

2

12.

13.

14.

15

16.

17

18.

20. 求解CMOS反相器的逻辑阈值，并说明它与哪些因素有关？

21. 为什么的PMOS尺寸通常比NMOS的尺寸大？

22．考虑一个具有如下参数的CMOS反相器电路：

V DD=3.3V V TN=0.6V V TP=-0.7V K N =200uA/V2 K p=80uA/V2

计算电路的噪声容限。

23. 采用0.35um工艺的CMOS反相器，相关参数如下：V DD=3.3V

NMOS ：V TN =0.6V μN C OX =60uA/V 2 (W/L)N =8

PMOS ：V TP =-0.7V μp C OX =25uA/V 2 (W/L)P =12

求电路的噪声容限及逻辑阈值。

24．设计一个CMOS 反相器，

NMOS ：V TN =0.6V μN C OX =60uA/V 2

PMOS ：V TP =-0.7V μP C OX =25uA/V 2

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第6章 CMOS 静态逻辑门

V t

1. 画出F=A⊕B的CMOS组合逻辑门电路。

2.用CMOS组合逻辑实现全加器电路。

3.计算图示或非门的驱动能力。为保证最坏工作条件下，各逻辑门的驱动能力与标

准反相器的特性相同，N管与P管的尺寸应如何选取？

5

第7章传输门逻辑

一、填空

1．写出传输门电路主要的三种类型和他们的缺点：

（1），缺点：；

（2），缺点：；

（3），缺点：。

2．传输门逻辑电路的振幅会由于减小，信号的也较复杂，在多段接续时，一般要插入。

3. 一般的说，传输门逻辑电路适合逻辑的电路。比如常用的和

。

二、解答题

1．分析下面传输门电路的逻辑功能，并说明方块标明的MOS管的作用。

2.

3

（

（

4.

5

已知电路B点的输入电压为2.5V，C点的输入电压为0V。当A点的输入电压如图a时，画出X点和OUT点的波形，并以此说明NMOS和PMOS传输门的特点。

A点的输入波形

6．写出逻辑表达式C=A B的真值表，并根据真值表画出基于传输门的电路原理图。

7.相同的电路结构，输入信号不同时，构成不同的逻辑功能。以下电路在不同的输入下可以完成不同的逻辑功能，写出它们的真值表，判断实现的逻辑功能。