集成电路设计（第4版）试卷及答案 卷9

PAGE共5页第2页学号姓名学号姓名密封线一、名词解释：DRCLVS(10分)DRC:设计规则检查DRC(DesignRuleCheck)的任务是检查发现设计中的错误。运行DRC，程序就按照Diva规则检查文件运行，发现错误时，会在错误的地方做出标记(mark)，并且做出解释(explain)。设计者就可以根据提示来进行修改。LVS:版图检查的最有力的工具是版图与电路图对照LVS(Layout-vs.-Schematic)。LVS程序的一个输入文件是由电路图产生的元件表、网表和端点列表，另一个输入文件是从版图提取出来的元件表、网表和端点列表。通过LVS，所有元件的参数，所有网络的节点，元件到节点以及节点到元件的关系一一扫描并进行比较。输出的结果是将所有不匹配的元件，节点和端点都列在一个文件之中，并且在电路图和/或提取的版图中显示出来。二、写出MOSFET的基本电流方程。(10分)IDS＝·饱和区IDS＝·线性区三、简述N型MOSFET的工作原理。（10分）1)栅上未加电压时，从源极到漏极相当于两个背靠背的pn结，源漏仅存在反向漏电流，器件未导通，处于截止状态。2)当栅上加足够大的正向电压时，中间MOS结构出现反型，形成导电沟道。当加小的漏电压时，电子将通过源极流到漏极，沟道的作用相当于一个电阻，且漏电流与漏电压成正比，NMOS器件工作在线性区。当漏电压增加时，沟道夹断，漏电流基本保持不变器件工作在饱和区。四、为使设计的电路能在工作温度、电源电压和工艺偏差的整个范围内都能正常工作，在电路设计中如何利用“设计角”（DesignCorner）的概念进行电路设计？（以CMOS工艺为例）（15分）晶体管可以分为标准速度，比标准速度高的和比标准速度低的速度。因此，我们有下列几种界限的组合：• 快速-n快速-p• 快速-n慢速-p• 慢速-n慢速-p• 慢速-n快速-p芯片设计角在组合了最低温度和最高工作电压，快速-n和快速-p（fast-n,fast-n）的工艺角通常叫最糟功耗或最快速度角。慢速-n和慢速-p组合是最慢速度，当再组合最高温度和最低工作电压时，它通常被叫着最糟速度角。五、芯片电容有几种实现结构？(10分) ①利用二极管和三极管的结电容； ②叉指金属结构； ③金属-绝缘体-金属（MIM）结构；④多晶硅/金属-绝缘体-多晶硅结构。六、设计一个差分结构的CMOS环形振荡器，产生两路正交的输出时钟，画出环形振荡器的框图和单元电路图，并用SPICE语言进行描述。（15分）6stageringoscillator.libe:\tecs\LIBRARY\TSMC025.LIBTYPICALvddvdd03.3vrefvref01.globalvdd.globalvref***************************.subcktamp1234xcm4vddvdd30cmospl=0.25uw=3.6uxcm3vddvdd40cmospl=0.25uw=3.6uxcm13150cmosnl=0.25uw=24uxcm24250cmosnl=0.25uw=24uxcm55600cmosnl=0.25uw=64u.endsxamp11234ampxamp23456ampxamp35678ampxamp478910ampxamp59101112ampxamp6111221ampi110pulse(01m2p2p10p0)i220pulse(0-1m2p2p10p0).lettranvout1=v(1)-v(2)**************************frequencymeasure**************************.MEASURETRANPeriod_startCROSSvout1VAL=0RISE=5.MEASURETRANPeriod_endCROSSvout1VAL=0RISE=10.MEASURETRANFrequencyEXPRVAL="5/(Period_end-Period_start)".tran1p4n.op.plotV(1)V(2)V(3)V(4).end七、计算下图所示三级环形振荡器的振荡频率，和振荡所必须的每级电路的最小电压增益。其中单级的传递函数H0(s)=－A0/(1+s/ω0)（15分）总的传递函数为：只有在频率相关的相移等于180时电路才振荡，也就是每级60。发生振荡的频率可以由下式给出：则(1)每级的最小电压增益必须使环路增益在频率ωosc处等于1：(2)由(1)和(2)得到A0=2即三级环形振荡器要求每级电路的低频增益为2，其振荡频率为，ω0是每级电路的3dB带宽。八、芯片测试可分为哪三种类型，给出这三种测试类型各自的特点。(15分)芯片测试可分为三类：在芯片测试、基座测试、封装测试。在芯片测试不需要键合封装，使用探针直接测试，芯片的焊盘要受到探针的限制。这样测试的寄生参数小,测试结果比较好，但测试芯片的工作环境与实际工作环境相差较大。基座测试，即将芯片压焊或键合，是将芯片输入、输出、电源、地线等