半導(dǎo)體集成電路習(xí)題及答案

1、第1章 集成電路的基本制造工藝1.6 一般TTL集成電路與集成運(yùn)算放大器電路在選擇外延層電阻率上有何區(qū)別?為什么? 答：集成運(yùn)算放大器電路的外延層電阻率比一般TTL集成電路的外延層電阻率高。第2章 集成電路中的晶體管及其寄生效應(yīng)復(fù) 習(xí) 思 考 題2.2 利用截錐體電阻公式，計(jì)算TTL“與非”門輸出管的，其圖形如圖題2.2所示。 提示：先求截錐體的高度 然后利用公式： ， 注意：在計(jì)算W、L時(shí), 應(yīng)考慮橫向擴(kuò)散。2.3 伴隨一個(gè)橫向PNP器件產(chǎn)生兩個(gè)寄生的PNP晶體管，試問當(dāng)橫向PNP器件在4種可能的偏置情況下，哪一種偏置會(huì)使得寄生晶體管的影響最大? 答：當(dāng)橫向PNP管處于飽和狀態(tài)時(shí)，會(huì)使得寄生

2、晶體管的影響最大。2.8 試設(shè)計(jì)一個(gè)單基極、單發(fā)射極和單集電極的輸出晶體管，要求其在20mA的電流負(fù)載下，0.4V，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上放大500倍畫出其版圖。給出設(shè)計(jì)條件如下： 答： 解題思路由、求有效發(fā)射區(qū)周長(zhǎng)；由設(shè)計(jì)條件畫圖 先畫發(fā)射區(qū)引線孔； 由孔四邊各距畫出發(fā)射區(qū)擴(kuò)散孔； 由先畫出基區(qū)擴(kuò)散孔的三邊； 由畫出基區(qū)引線孔； 由畫出基區(qū)擴(kuò)散孔的另一邊； 由先畫出外延島的三邊； 由畫出集電極接觸孔； 由畫出外延島的另一邊； 由畫出隔離槽的四周； 驗(yàn)證所畫晶體管的是否滿足的條件，若不滿足，則要對(duì)所作 的圖進(jìn)行修正，直至滿足的條件。（ 及己知）第3章 集成電路中的無源元件 復(fù) 習(xí) 思 考 題3.3 設(shè)計(jì)

3、一個(gè)4k的基區(qū)擴(kuò)散電阻及其版圖。 試求： (1) 可取的電阻最小線寬=?你取多少?答：12m (2) 粗估一下電阻長(zhǎng)度，根據(jù)隔離框面積該電阻至少要幾個(gè)彎頭?答：一個(gè)彎頭第4章 晶體管晶體管邏輯(TTL)電路復(fù) 習(xí) 思 考 題4.4 某個(gè)TTL與非門的輸出低電平測(cè)試結(jié)果為 =1V。試問這個(gè)器件合格嗎?上機(jī)使用時(shí)有什么問題? 答：不合格。4.5 試分析圖題4.5所示STTL電路在導(dǎo)通態(tài)和截止態(tài)時(shí)各節(jié)點(diǎn)的電壓和電流，假定各管的=20, 和一般NPN管相同， =0.55V, =0.40.5V, =0.10.2V。答：（1）導(dǎo)通態(tài)（輸出為低電平） ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， （2）截

4、止態(tài)（輸出為高電平） ， ， ， ， ， ，與有關(guān) 4.7 要求圖題4.7所示電路在低電平輸出時(shí)帶動(dòng)20個(gè)同類門，試計(jì)算輸出管 的集電極串聯(lián)電阻的最大值 ,max是多少?答：244.8 試分析圖題4.8所示兩種電路在邏輯功能上的差別及產(chǎn)生差別的原因，并寫出F，F(xiàn)的邏輯表達(dá)式。答： , 4.9 寫出圖題4.9所示電路的輸入與輸出的邏輯關(guān)系。答：4.11 寫出圖題4.11所示電路的Q與A，B的邏輯關(guān)系，并說明為什么輸出級(jí)一定要用有源泄放電路。答：第5章 發(fā)射極耦合邏輯(ECL)電路 不做習(xí)題第6章 集成注入邏輯( )電路 不做習(xí)題 第7章 MOS反相器復(fù) 習(xí) 思 考 題7.1已知一自舉反相器如圖題

5、7.1所示，其負(fù)載管的W/L=2，設(shè)其他參數(shù)為=0.7V, =5V, ，忽略襯底偏置效應(yīng)。(1) 當(dāng) 時(shí)，欲使=0.3V，驅(qū)動(dòng)管應(yīng)取何尺寸?答：7.2 有一E/D NMOS反相器，若 =2V, =-2V, =25,=5V。(1) 求此反相器的邏輯電平是多少?答：第8章 MOS基本邏輯單元復(fù) 習(xí) 思 考 題8.2 圖題 8.2為一E/D NMOS電路。(1) 試問此電路可實(shí)現(xiàn)何種邏輯運(yùn)算?答：(2) 設(shè) , , ， 輸入高電平為 ，輸入低電平為 。求各種輸入情況下電路的直流工作狀態(tài)、各結(jié)點(diǎn)電位、各支路電流及直流功耗。 答：設(shè)端，而A端又分兩種情況： 輸入高電平 輸入低電平 設(shè)端，而A端又分兩種情

6、況： 輸入高電平 輸入低電平 8.3 二輸入的E/D NMOS或非門的電路參數(shù)為： =-3V，=1V，試計(jì)算最壞情況的值和最好情況的值。 答： 8.4 說明圖題8.4的電路均為三態(tài)輸出門，用傳輸門邏輯推導(dǎo)電路的邏輯表達(dá)式。 答：（a） （b） （c）第9章 MOS邏輯功能部件復(fù) 習(xí) 思 考 題 9.1 試畫出傳輸門結(jié)構(gòu)的一位八選一多路開關(guān)的電路圖，寫出邏輯表達(dá)式和真值表。 答：邏輯表達(dá)式 9.4 如果圖題9.4(a)反相器是有比的，試畫出此電路各節(jié)點(diǎn)工作波形，分析其功能；如果圖題9.4(b)中M-1和M-2為無比的，分析此電路能否工作?為什么? 答：提示：9.4(a) 畫電路各節(jié)點(diǎn)工作波形時(shí)，

7、注意輸出波形的低電平是由兩次形成的。 此電路實(shí)施反相器功能。 題9.4(b)中和若為無比，無法反相器功能。9.5 分析圖題9.5所示的兩相動(dòng)態(tài)電路的邏輯功能，并說明各級(jí)電路分別是有比的還是無比的。假如圖中 ，；從，試畫出圖中,A,B,C,D和各點(diǎn)的波形圖 答：該電路為具有保持功能的多路選通開關(guān)。 該電路中除最后一級(jí)為無比電路外，余下均為有比電路。 注意：有的波形的低電平由兩次形成。第10章 存 儲(chǔ) 器復(fù) 習(xí) 思 考 題本章無答案第11章 接 口 電 路 不做習(xí)題第12章 模擬集成電路中的基本單元電路復(fù) 習(xí) 思 考 題12.1 試求圖題12.1所示達(dá)林頓管放大器的電壓增益 答： 若忽略 ，則 提

8、示：、 組成小電流恒流源。12.3 試在圖題12.3(a),(b),(c),(d)電路中，分別標(biāo)出E/E，E/D NMOS單管放大器，CMOS有源負(fù)載放大器和CMOS互補(bǔ)放大器中的柵極及，電位，并指出各電路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。 答：(a) ， 或(b) , (c) , (d) 12.8 圖題12.8所示是A741中的偏置電路，其中=39k，=5k,=15V，=-15V。試求和的值。 答：=0.73mA 1912.12 圖題12.12是一個(gè)IC產(chǎn)品中的偏置電路部分。求： 偏置電流及的值。 答：先求和 12.15 有一兩管能隙基準(zhǔn)源電路如圖題12.15所示。已知，室溫下=0.65V，有效發(fā)射面積比為=1

9、0。(1) 試簡(jiǎn)單推導(dǎo)的公式；(2) 求出=400K時(shí)的值。答：(1) (2)第13章 集成運(yùn)算放大器13.2 對(duì)于圖題13.2所示差分對(duì)，設(shè)=100, =0.7V，試求其和。 答： 9.513.4 圖題13.4為一個(gè)級(jí)聯(lián)射耦對(duì)放大器，設(shè)時(shí)，, ,。求：(1) , 及 ；(2) 和(若 , )。 答：(1) (2) 13.5 已知射耦對(duì)差分放大器電路如圖題13.5所示，晶體管的，試求當(dāng)=130mV時(shí)的值。 答：13.8 已知圖題13.8中MOS差分對(duì)的=2mA,，負(fù)載=10k，試求跨導(dǎo)和差模電壓增。 答： 13.11 試指出圖題13.11中哪些元件是起過流保護(hù)作用的，并說明其保護(hù)原理。 答：

10、二極管保護(hù)電路的保護(hù)元件為、及 晶體管保護(hù)電路的保護(hù)元件為、及13.16 CMOS運(yùn)放如圖題13.16所示，其中各有關(guān)參數(shù)為：, ，=0.01, =2.3,=-1V, =1V。試求各支路電流和電路的總電壓放大倍數(shù)。 提示：此題與本書中P325圖13.36類似, 關(guān)鍵在于決定偏置電流 第14章 MOS開關(guān)電容電路復(fù) 習(xí) 思 考 題14.2 圖題14.2是由兩個(gè)電容構(gòu)成的一種開關(guān)電容等效電路 和 為兩個(gè)同頻、反相的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。(1) 分析電路工作原理；(2) 寫出電路的等效電阻 的表達(dá)式。 答：14.3 圖題14.3為一個(gè)由開關(guān)S和電容 C 組成的開關(guān)電容電路。試畫出用單個(gè)MOS模擬開關(guān)管來代替

11、S的等效開關(guān)電容電路；若驅(qū)動(dòng)MOS管的脈沖頻率為 =50kHz，電容 C=10pF，試求開關(guān)電容電路的等效電阻 。 答：14.4 圖題14.4是一個(gè)MOS開關(guān)電容等效電路，和為兩個(gè)同頻反相的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。(1) 分析電路工作原理；(2) 寫出電路等效電阻的表達(dá)式。 答： 第15章 集成穩(wěn)壓器復(fù) 習(xí) 思 考 題15.1 圖題15.1為某電路的過熱保護(hù)電路，為過熱保護(hù)管， ，為被保護(hù)管，試以芯片為175時(shí)，保護(hù)電路的狀態(tài)來說明該電路的過熱保護(hù)作用。 答：當(dāng)25時(shí)，截止，過熱保護(hù)電路不起作用。當(dāng)175時(shí)，此時(shí)，導(dǎo)通，過熱保護(hù)電路起作用。 第16章D/A，A/D變換器復(fù) 習(xí) 思 考 題本章無答案第17章集成電路設(shè)計(jì)概述本章無答案第18章集