集成电路CMOS试题库

1、一、选择题MoOre在1965年预言:每个芯片上晶体管的数目将每个月翻一番。（B）2. MOS管的小信号输出电阻是由MOS管的效应产生的。（C）A体B.衬偏C.沟长调制D.亚阈值导通3.在CMOS模拟集成电路设计中,我们一般让MOS管工作在区c(D)A亚阈值区B.深三极管区 G三极管区D饱和管一旦出现现象,此时的MOS管将进入饱和区。（A）A夹断B.反型C. 导D.耗5.表征了 MOS器件的灵敏度。（C）A ro B grnh C. gm D. UnCoX(C)(B)6. CaSCOde放大器中两个相同的NMOS管具有不相同的。A.乙 B. gmb C. gm D. Ig7. 基本差分对电路中

2、对共模增益影响最显著的因素是。A. 尾电流源的小信号输出阻抗为有限值B.负载不匹配C.输入MOS不匹配D.电路制造中的误差8. 下列电路不能能使用半边电路法计算差模增益。A.二极管负载差分放大器B.电流源负载差分放大器C有源电流镜差分放大器 负载CaSoCde差分放大器9. 镜像电流源一般要求相同的。A制造工艺 B.器件宽长比C.器件宽度WD.器件长度L10 NMOS管的导电沟道中依靠导电。A.电子B.C.D.负电荷11.下列结构中密勒效应最大的是。B源级跟随A.共源级放大器C共栅级放大器器12在NMOS中，若乂b>0会使阈值电。(A)D共源共栅级放大A增大B不变D可大可小13模拟集成电

3、路设计中可使用大信号分析方法的是。(C)A增益B.输出电阻C输出摆D.输入电阻14模拟集成电路设计中可使用小信号分析方法的是。A.增益B电压净空C.输出摆D.输入偏置15. 下图中，其中电压放大器的增益为-A,假定该放大器为理想放大器。请计算该电路的等效输入电阻为。Ae 1 + Al÷lMR(l + A). R(l + 1A)(C)B 二极管连接D.二极管和电流源B.版图设D.电路结构选16. 不能直接工作的共源极放大器是共源极放大器。A.电阻负载负载C.电流源负载并联负载17. 模拟集成电路设计中的最后一步是。(B)A.电路设计计C.规格定义18. 在当今的集成电路制造工艺中，工艺

4、制造的IC在功耗方面具有最大的优 势。(B)管的导电沟道中依靠导电。(B)B. 电子B.空穴C正电荷D.负电荷20. 电阻负载共源级放大器中，下列措施不能提高放大器小信号增益的 是。 (D)A.增大器件宽长比B.增大负载电阻C. 降低输入信号直流电平D.增大器件的沟道长度L21. 下列不是基本差分对电路中尾电流的作用的是。(D)A.为放大器管提供固定偏置B.为放大管提供电流通路C.减小放大器的共模增益D.提高放大器的增益22. 共源共栅放大器结构的一个重要特性就是输出阻抗。(D)A.低B. 般C.高D.很高23. MOS管的漏源电流受栅源过驱动电压控制，我们定义来表示电压转换电 流的能力。(A

5、)A.跨导B.受控电流源C跨阻D.小信号増益管漏电流的变化量除以栅源电压的变化量是。(C)A.电导B.电阻C.跨D.跨阻是O()A.单调增加B.单调减小C.开口向上的抛物线 D.开口向下的抛物线33. 对于MOS器件，器件如果进入三极管区(线性区)，跨导将o( )A.增加 B.减少C.不变D.可能增加也可能减小34. 采用PMoS二极管连接方式做负载的NMoS共源放大器，下面说法正确的( )A. PMOS和NMOS都存在体效应，电压放大系数与NMOS和PMOS的宽长比 有关。B. PMOS和NMoS都存在体效应，电压放大系数与NMOS和PMOS的宽长比无 关。C. PMOS和NMOS不存在体效

6、应，电压放大系数与NMOS和PMOS的宽长 比无关。D. PMOS和NMOS不存在体效应，电压放大系数与NMOS和PMOS的宽长比有 关。35. 在W/L保持不变的情况下，跨导随过驱动电压和漏电流变化的关系是 ()A. 跨导随过驱动电压增大而增大，跨导随漏电流增大而增大。B. 跨导随过驱动电压增大而增大，跨导随漏电流增大而减小。C. 跨导随过驱动电压增大而减小，跨导随漏电流增大而增大。D. 跨导随过驱动电压增大而减小，跨导随漏电流增大而减小。36. 和共源极放大器相比较，共源共栅放大器的密勒效应要。( )A小得多B 相当C.大得多D.不确定37. MOSFETS的阈值电压具有温度特性。( )A

7、 零B负C.正( )A不断提高B不变C可大可小D 不断降低44 NMOS管中，如果VB电压变得更负，则耗尽层O( )A.不变B.变得更窄C.变得更宽D.几乎不变45.在CMOS差分输入级中，下面的做法哪个对减小输入失调电压有利( )A.减小有源负载管的宽长比B.提高静态工作电流.C.减小差分对管的沟道长度和宽度D.提高器件的开启(阈值)电压二、简答丿1. CMOS模拟集成电路中，PMoS管的衬底应该如何连接为什么（5分）解：在CMoS工艺中，由于PMOS管做在N型的“局部衬底”也就是N阱里面, 因此PMoS管的局部衬底接局部高电位。2.什么是N阱（5分）解：CMoS工艺中，PMoS管与NMOS

8、管必须做在同一衬底上，若衬底为P型， 则PMoS管要做在一个N型的“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的N型 “局部衬底”叫做N阱。3. 解释什么叫沟道长度调制效应（5分）解：MOS晶体管存在速度饱和效应。器件工作时，当漏源电压增大时，实际 的反型层沟道长度逐渐减小，即沟道长度是漏源电压的函数，这一效应称为“沟 道长度调制效应”4. 何谓MOS管的跨导写出NMOS管在不同工作区域中的跨导表达式。（10分）解：漏电流的变化量除以栅源电压的变化量称之为跨导。Sfft%s-V1H放大区:饱和区:截止区：电流为0无跨导 设计常用软件有哪些（10分）解：CadenCe> MentOr GraPh

9、iCS 和 SynOPSyS模拟集成电路中，NMoS管的衬底应该如何连接为什么（5分）解：NMoS衬底接最低电位；目的是为了让衬底PN结反偏，限制载流子只在沟 道里流动。7. 简单说明模拟集成电路芯片一般的设计流程。（5分）8. 何谓MoS管的跨导写出PMOS管在不同工作区域中的跨导表达式。（10分） 解：漏电流的变化量除以栅源电压的变化量称之为跨导。放大区:gm=p饱和区;截止区：电流为O无跨导9. 以NMoS为例，忽略高阶效应，写出器件工作的三个状态的条件，并写出 三个状态下的I-V特性方程，推导不同工作状态下的跨导表达式。（10分）解：其各段工作情况为：当VeS-VnI <0时，管

10、子关断，处于微弱导通区， 或者处于亚阈值区；当VcS-Vra>0时，管子导通，此时，若VDKVCS-VnI时，管子 处于线性放大区，或者三角区，或者线性区；若YQVcS-VTH时，管子处于饱和区, 漏电流基本保持不变。线性区厂孰久孚（忌七）-赊1 W、ID =玄冷CQX 下（ vihY饱和区：2L10. 简单描述N阱CMOS工艺的主要流程步骤，画出N阱CMOS工艺下的CMOS 器件剖面示意图。（10分）解：主要工艺流程步骤为：晶圆准备；杂质注入扩散；氧化；光刻；腐蚀; 淀积；CMOS器件剖面示意图为:SkP EKh un*MH<4 m<u WI <fcpi< 鼻叫

11、 Opfno*ce bonding PladS11-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）12给出下图电路中的VOUt表达式。（RI=R2）（5分）13写出NMoS管构成的基本电流镜在忽略沟道长度调制情况下的输出电流IoiIt和参考电流的关系式IREF O (5分)Vdd解：NMOS管构成的基本电流镜 IeUIr÷(wl)(wl)l14. 图(£是什么结构图(b)忽略了沟道调制效应和体效应。如果体效应不能忽略，请画出Vin和VoUt的关系曲线，并出解释。(10分)闲及潞蝕一皿性耘哝细b、7心二仏八仏滋类幺.旻绘如和、天<修衫< >血侥岌

12、 Zi久小松久，斫么Iz-U . 胡、d-楼么他 幷5 1/从荻?血心必加v诡阖（b）绰N、(G>zi-U Z血上硯金C昭阳的a 痛相吨禺4处务制V沁和忽筛（P丸血一皿不召為松么俾,逐?金虹W"痣切龜彳徧八幷以建幷< v¼. V 3关工曲滿直C15. 画出下图的小信号等效电路，推导Rin的表达式。（10分）16. 什么是体效应体效应会对电路产生什么影响（5分）解：理想情况下是假设晶体管的衬底和源是短接的，实际上两者并不一定电位 相同，当VB变得更负时，VTH增加，这种效应叫做体效应。体效应会改变晶体管 的阈值电压。17. 带有源极负反馈的共源极放大电路相对于基本

13、共源极电路有什么优点（10 分）解：由带有源极负反馈的共源极放大电路的等效跨导表达式l +s得，若RS>>lgm,则GmlRS,所以漏电流是输入电压的线性函数。所以相 对于基本共源极电路，带有源极负反馈的共源极放大电路具有更好的线性。三、计算题1. MOS管的跨导对于由MOS管构成的电路性能有重大的影响，试分析以下三种情况，跨导随着某一个参数变化，而其他参数保持恒定时的特性，画出相应 曲线（I） W/L不变时，gm与（Vgs-Vto ）的变化曲线;（2） W/L不变时，gm与ID的变化曲线；ID不变时，gm与（VGS-VTH ）的变化曲线。 （共15分）2对于下图所示的两个电路,分

14、别求解并画出LC和晶体管跨导关于必 的 函数曲线草图，VX从O变化到V 。（20分）T=(a)VxI-L一一一.VkI=_ IHM-.9v图(b) =O, VTH=O.7V 当0<Vx<lV时，MOS管的源漏交换 VaS=-VX VljS=I-VX Vixat=Vm=LI-Vx 工作在线性区则Iy1UZ4 =一/4三【（12-匕）（1 匕）一05（1-冬）勺=_尹工三（4_匕）（1-匕）J =儿COX YVtM= 9Cox y(i-Vt)当lV<Vx<L2V时,MOS管工作在线性区人=4几COX 【2X0.2(Vy-I)-(VX -I)2 =儿CoX Y(1.4-VXX

15、VX -1)LyW=XzaCox7(K-I)当V1.2V时,MOS管工作在饱和区IIY111/G =2儿Cg (VGfi -VJIt)2 =-nCox (0.2)2IVW齐=PnCx-Vz)= 0.2几C” -Vx.Iol-； »<!(Ol) ； X>l(e) =0,% =7V 2r = 0.9V"(MW"=0.9V Vm=O.5 VUI=I-VrJl = V7w l>+/(2F+Vw - 77)= 0 7+0.45( 0.9+V<mi - (k9) 当VX=O时,Vth=O893V,此时MOST.作在饱和区ID COX 勺02-045(応

16、)F""Cy 勺02-0.45(7f口一丽)随看VX增加，VMI降低，Vnl降低，此时MOSn的过驱动电压增 加，MOSI作在饱和区：直到过驱动Vi)SAI上升到等于 0.5Vt MOSn将进入线性区，则有O.2-O.45<71.9-Vr -O9 = 0.5 =>½r =1.82 V ?当Vpl82V时，MOSrfT作在线性区？ ？ ？ ？丄RCOX-2×0.5×(0.2一0.45(1.9-V. 一(19)-O.522 L3下图是哪种类型的放大器有哪些优点写出其增益表达式。其中KN=寸“Cg RP=寸PCM (15 分)第1题4.画

17、出带隙基准的构成原理框图，说明带隙的含义，并设计一个带隙基准实现电路。（20分）解：带隙基准的构成原理图如下图所示：它是利用VM的负温度系数和Vt的正温度系数相结合，从而实现0温度系 数的电压参考。根据以上原理图，可以得到"巒=0*宓+ %（匕5刃），因 为在室温下K ,然而 -0-087/ K ,我们可以令Qi ,选择他（匕SH）使得 ©,I"）®。*?加/°K） = 1.5"P,°K,也就是 ¢（ItW）AI72即可得到零温度系数，则此时金+ im>l25（）,刚好 等于硅的带隙能量，所以称为带隙基准。实

18、现电路如图所示。5、试分析所示电路，在低频区域中，要求（1）求出其小信号增益；（2）求出其输入阻抗；（3）求出其输出fito （15分）6.下图电路的功能是什么假设Vx=Vy,求IoUt（15 分）7.计算电路的小信号增益。（10分）T VDDfl0&画出下图共源极高频模型的小信号等效电路，并 利用小信号模型精确推导系统的极点频率。（10分）CGeJDB勺I解： 1尺$( GS +(1 +乳&0)(3+ RD(CGD + CDB)% = M + 乩 RD)CGD + RegL + RDKGl + Cm)RSRD(C GSC GD + C GSC DB +( GDC DB)9.对于下图所示的电阻负载共源放大器，如果忽略Ml沟道调制效应，分析并推导Ml的三个工作区域，以及画出该电路的输入输岀特性曲线。（15分）OUt分）靳 VDD = Vwt + (ID XRD) ÷ V=VDD-(ID ×Rd) <1=VGS < VTH时，截止；当>VIH时，Ml寻通 vG =Vifi VDS