集成电路CMOS试题库

一、选择题GordonMoore在1965年预言每个芯片上晶体管的数目将每个月翻一番。（B）A.12 B.18 C.20 D.24MOS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。（D）A•亚阈值区B•深三极管区C•三极管区D.饱和区4.MOS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•导电D•耗尽5•表征了MOS器件的灵敏度。（C）A.rB.gC.gD.uco mb mnox6.Cascode放大器中两个相同的NMOS管具有不相同的。 （B）A.rB.gC.gD.uco mb mnox7•基本差分对电路中对共模增益影响最显著的因素是。（C）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.电路制造中的误差下列电路不能能使用半边电路法计算差模增益。 （C）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D.Cascode负载Casocde差分放大器镜像电流源一般要求相同的。 （D）A.制造工艺B.器件宽长比C.器件宽度W D.器件长度L10.NMOS管的导电沟道中依靠导电。（）

A•电子 B•空穴 C.正电荷D.负电荷11•下列结构中密勒效应最大的是。（A）共源级放大器 B•源级跟随器C.共栅级放大器 D.共源共栅级放大器在NMOS中，若V>0会使阈值电。（A）sbA.增大 B.不变 C.减小 D.可大可小模拟集成电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.输出摆幅D.输入电阻模拟集成电路设计中可使用小信号分析方法的是。（A）A.增益 B.电压净空C.输出摆幅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。 （）第15题C.R(1+A)D.R(1+1A)16•不能直接工作的共源极放大器是共源极放大器。（C）A.电阻负载B.二极管连接负载A.电阻负载B.二极管连接负载C.电流源负载D.二极管和电流源并联负载模拟集成电路设计中的最后一步是。（B）A.电路设计A.电路设计B.版图设计C.规格定义 D.电路结构选择在当今的集成电路制造工艺中，工艺制造的IC在功耗方面具有最大的优势。（B）A.MOSB.CMOSC.BipolarD.BiCMOS19.PMOS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L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）A•跨导 B•受控电流源C•跨阻 D.小信号增益MOS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■跨导 D■跨阻随着微电子工艺水平提高,特征尺寸不断减小,这时电路的工作电压会（D）A•不断提高B•不变 C•可大可小D•不断降低工作在饱和区的MOS管，可以被看作是—个。（B）模拟集成电路设计中的第一步是。（C）A•电路设计 B•版图设计 C•规格定义 D.电路结构选择NMOS管中，如果VB变得更负，则耗尽层。（C）A•不变 B•变得更窄C•变得更宽D•几乎不变模拟集成电路设计中的最后一步是。（B）A•电路设计 B•版图设计 C•规格定义 D.电路结构选择不能直接工作的共源极放大器是（C）共源极放大器。A•电阻负载 B.二极管连接负载C•电流源负载 D.二极管和电流源并联负载31•采用二极管连接的CMOS,因漏极和栅极电势相同，这时晶体管总是工作TOC\o"1-5"\h\z在 。 （ ）A.线性区B.饱和区 C.截止区 D.亚阈值区对于MOS管，当W/L保持不变时，MOS管的跨导随过驱动电压的变化是 。 （ ）A.单调增加 B.单调减小C.开口向上的抛物线 D.开口向下的抛物线对于MOS器件器件如果进入三极管区（线性区），跨导将 。 （）A.增加 B.减少 C.不变 D.可能增加也可能减小采用PMOS二极管连接方式做负载的NMOS共源放大器，下面说法正确的是 。 （ ）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。PMOS和NMOS不存在体效应，电压放大系数与NMOS和PMOS的宽长比无关。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。跨导随过驱动电压增大而增大，跨导随漏电流增大而减小。跨导随过驱动电压增大而减小，跨导随漏电流增大而增大。跨导随过驱动电压增大而减小，跨导随漏电流增大而减小。TOC\o"1-5"\h\z36•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MOSFETs的阈值电压具有 温度特性。 ( )A•零 B•负 C•正 D•可正可负。在差分电路中,可采用恒流源替换”长尾”电阻.这时要求替换”长尾”的恒流源的输出电阻 。 ( )A•越高越好 B.越低越好 C.没有要求 D.可高可低MOS器件中，保持VDS不变，随着VGS的增加，MOS器件_。( )A.从饱和区一一＞线性区一一＞截止区B.从饱和区一一＞截止区一一＞线性区C.从截止区一一＞饱和区一一＞线性区D.从截止区一一＞线性区一一＞饱和区对于共源共栅放大电路,如果考虑器件的衬底偏置效应,则电压增益会

( )A•增大B( )A•增大B•不变C•减小D.可能增大也可能减小在当今的集成电路制造工艺中， 工艺制造的IC在功耗方面具有最大的优势。（）A.MOS B.CMOS C.Bipolar D.BiCMOS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 。 （）减小放大管的沟道长度，减小负载管的沟道长度；减小放大管的沟道长度，增加负载管的沟道长度；增加放大管的沟道长度，减小负载管的沟道长度；增加放大管的沟道长度，增加负载管的沟道长度。随着微电子工艺水平提高,特征尺寸不断减小,这时电路的工作电压会。（）A.不断提咼44.NMOS管中,B.不变 C.可大可小如果vB电压变得更负，则耗尽层D.不断降低。（)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、简答题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放大区：饱和区：放大区：饱和区：截止区：电流为0无跨导5.IC设计常用软件有哪些？（10分）解：Cadence、MentorGraphics和Synopsys6.CMOS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油放大区:gm油截止区：电流为0无跨导饱和区;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V-V<0时，管子关断，处于微弱导通区，或GSTH者处于亚阈值区；当V-V>0时，管子导通，此时，若V<V-V时，管子GSTH DSGSTH处于线性放大区，或者三角区，或者线性区；若V>V-V时，管子处于饱和DSGSTH区，漏电流基本保持不变。1 W 1 W r二二 二（^GS-『甜）2饱和区：10•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；

tKHMlin^e产1哥tKHMlin^e产1哥血讨2 SfcuJI|ThHvjKCMOS器件剖面示意图为：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）给出下图电路中的Vout表达式。（R1二R2）（5分）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Iout和参考电流的关系式1 o（5分）REF-VddMREF\3REFloutMi•-解：NMOS解：NMOS管构成的基本电流镜Iout/Iref=(W/l)2/(W/l)1图⑻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）

阖g及寤您一皿~，Me工作恋徒粘—临知卢卜缶”说冰洱匸董幺你-冷0…◎黑纽心嚟-忌吴紅棒技卷，心極丸/丄|曲¥*）新么血-山爼£象也殆一人免』一他.ff血七騷?血心确金画戒和，厶囘仙幷齐璘粗吨库我枷）如诡舟核做①丸，血一心不再殆林应傑□逐诊-陆坊刊旅伽推屮約…附以童幷鸟也g-V%』衍我工谨矚逼卩丿.15.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：里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 '得，若RS>>1/gm,则Gm=1/RS,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⑴W/L不变时，gm与（V-V）的变化曲线;GSTH（2）W/L不变时，gm与「的变化曲线；⑶ID不变时，gm与（V-V）的变化曲线。（共15分）GSTH2•对于下图所示的两个电路，分别求解并画出I和晶体管跨导关于V的函数曲X X线草图，V从0变化到1.5V。（20分）X图（a）解：

图（a）解：(b)E=0,V1H-0.7V①MlO<Vx<lVEbJ(b)E=0,V1H-0.7V①MlO<Vx<lVEbJIMOS管的源•漏交换匸柞在线性区，则=-^c^yl(L3-v,xi-^)-^5()-^)!]I L②当1V<VX<L2VIU,MOS管工作在线性区R*4鬟2沁略-l)-(Vr-l)1]—软1.4-耳潞-0w w目』地％三％*/d三厲-」)VTH=畑+F(J迪十耳"-阿7、=M十(W5{Joy十臥-丽)

当VJ£=Ofll,VTH=O.S93VT此时MOST作在飽和区

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臨=如戦Y[0,2-0.45(7^7-厕)1随芾竹增加’¥牌降脈耳用眼此时MOSS的过厘动业压巒

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札弓\■时，MOSn^JS入统性区’则有0.2-0.4XJ19-^-J0^9=0.5 V????当V\>L82V时十MOST3=T作在线性区？？？？丄州G啣—|?KX[02-043（JL9-叫-丽）1-心讣3•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15分）第1题4•画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V的负温度系数和V的正温度系数相结合，从而实现0温度系数的BE t电压参考。根据以上原理图，可以得到,因为在空竺刖—1.5职厂严K [室温下苜 然而 ，我们可以令6'-=-,选择化化亦）使得理（1x）（。蕊帀厂吒）=1勺心临，也就是&3十心即可得到零温度系数，则此时?一匚刚好等于硅的带隙能量，所以称为带隙基准。实现电路如图所示。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