集成电路CMOS题库.pdf

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1、一、选择题1.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.12B.18C.20D.242.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。（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.roB.gmbC.gmD.uncox6.Cascode 放大器中两个相同的 NMOS 管具有

2、不相同的。（B）A.roB.gmbC.gmD.uncox7.基本差分对电路中对共模增益影响最显著的因素是。（C）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。（ CA.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9.镜像电流源一般要求相同的。（ DA.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

3、大的是。 （A）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12.在 NMOS 中，若Vsb0会使阈值电。 （A）A.增大 B.不变 C.减小 D.可大可小）13. 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14. 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RRA.1 AB.11 AC.R(1 A)D.R(11 A)16.不能直接工作的

4、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C.电流源负载 D.二极管和电流源并联负载17.模拟集成电路设计中的最后一步是。 （B） A.电路设计 B.版图设计 C.规格定义 D.电路结构选择18.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.MOS B.CMOS C.Bipolar D.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

5、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.一般 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）A.跨导 B.受控电流源 C.跨阻 D.小信号增益24.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25.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

6、高 B.不变 C.可大可小 D.不断降低 26.工作在饱和区的 MOS 管，可以被看作是一个。 （B） A.恒压源 B.电压控制电流源C.恒流源 D.电流控制电压源27.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28.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29.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30.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

7、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在。（）A.线性区B.饱和区C.截止区D.亚阈值区32.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33.对于MOS器件,器件如果进入三极管区(线性区), 跨导将。（）.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

8、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。3

9、6.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 . 零B. 负C. 正D. 可正可负。38.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39.MOS 器件中，保持 VDS 不变，随着 VGS 的增加，MOS 器件。 （）A. 从饱和区线性区截止区B. 从饱和区截止区线性区C. 从截止区饱和区线性区D. 从截止区线性区饱和区40.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

10、（）A.增大B.不变C.减小D.可能增大也可能减小41.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.MOSB.CMOSC.BipolarD.BiCMOS 42. 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。43.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.不断提高B.不变C.可大可小D.不断降低44.

11、NMOS 管中， 如果 VB电压变得更负， 则耗尽层。（）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，

12、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：截止区：电流为 0 无跨导饱和区：5.IC 设计常用软件有哪些？（10 分）解：Cadence、Mentor Graphics 和

13、 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=p饱和区;截止区：电流为 0 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：

14、当 VGS-VTH0 时，管子导通，此时，若 VDSVGS-VTH时，管子处于饱和区，漏电流基本保持不变。线性区：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；CMOS 器件剖面示意图为：11.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。（R1=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Iout和参考电流的关系式IREF。 (

15、5 分)VddM3IREFM4IoutM1M2解： NMOS 管构成的基本电流镜 Iout/Iref=(w/l)2/(w/l)114.图(a)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)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： 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

16、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 RS1/gm，则 Gm1/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（1） W/L 不变时，gm 与 (VGS-VTH ) 的变化曲线；（2） W/L 不变时，gm 与 ID的变化曲线；（3）ID 不变时，gm 与 (VGS-VTH ) 的变化曲线。

17、（共 15 分）2.对于下图所示的两个电路，分别求解并画出 IX和晶体管跨导关于 VX的函数曲线草图，VX从 0 变化到 1.5 V 。 （20 分）图（a）图（b）解：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 VBE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，因为在 室 温下， 选择使得, 然 而，我 们可以 令, 也就是,刚好即可得到零温度系数，则此时等于硅的带隙能量，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) 求出其输入阻抗；（3）求出其输出阻抗。（15 分）6、下图电路的功能是什么？假设Vx=Vy，求 Iout?其中（15 分）7.计算电路的小信号增益。（10 分）解：8.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）9.对于下图所示的电阻负载共源放大器， 如果忽略 M1 沟道调制效应， 分析并推导 M1 的三个工作区域，以及画出该电路的输入输出特性曲线。（15 分）