集成电路CMOS题库

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1、一、选择题1. Gordon 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）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 rBg,CgDu cc. oL.mb.mu.n ox6. Cascode放大器中两个相同的NM

2、OS管具有不相同的。（B）A JBg ,Cg Du cc. oL.mb5mu.n ox7. 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。（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9. 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WD.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

3、中密勒效应最大的是。（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，若七 0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。.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。.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.曲B.C.R（1 + 人比.R（1 +1 人）16. 不能直接工作的共源极放大器是共源极放大器。

4、（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. MOSB.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.增大器件的沟道长度L21. 下列不是基本差分对电路中尾电流

5、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。

6、（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.

7、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。（）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。C. PMOS和NMOS不存在体效应，电压放大系数与NMOS和PMOS

8、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 .零B.负C.正D.可正可负。38.

9、 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()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.CMOS C.Bipolar D.BiCMOS42.

10、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. 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.

11、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

12、 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。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、 Mentor Graphics 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P

13、MOS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。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：当vgs-vth 0时，管子导通，此时，若V vgs-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11. 分析差分电路中器件不匹

14、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?和参考电流的关系式、ef。(5分)解：NMOS管构成的基本电流镜Iout/Iref=(w/1)2/(W/I)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)I二州由？ / % -原-原）。I寰残布条不蜀龙并衫惫、S极也,】1残小莎力】叩么如-加 益 诙电为-技纠 评y*荻陀如襁加&总布，.虹同而彳承.H 地原劣漂奖原侔%攵我, S 弟护（

15、绛即。作T站痛根冷匪戒和）縻冬刊WSA一叔擒1/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；Vth（3）ID不变时，gm与（VGS-VTH ）的变化曲线。（共15分）W/L ConslantW/L. ContslSHt2. 对于下图所示的两个电路，分别求解并画出

16、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）+1.5V 图（a）图（b）解：(b) ViH=0.7V 当0Vk1V时MOS管的源漏交换呛=19虬4=】K 峪件=* =技-虬1VWL-ILJ工作在线性区，则上=rg Y 1(12- Kl-*)T1.50-右)nLIw右11*当1VVXL2V时,MOS管工作在线性区Wr IwG = -nCM-(1.4-X-L) A二0,x2血=0.9V=O.45V1.卯 4=05 1-1-KIVTtt =%+,心眄 +么-河7）= 07+。4以）9+? -而）当乂=0时,Vm=O.893V,此时MOS I .作在饱和区L =；闻

17、J 却卫-。座（/ 一9工一网F= Ad y 10.2-0.45（157-）随着V*此 蜘降低.V理降低，此时MUS管的过驱动电压噌 加.Mosr作在饱和区；旬到过驱动灯上升到等于 站VHt MOS管将建入税性区+则有0,2项的Jl.汇K -应=。$ 5=182 V 加当V户1*2V时* MOS管工作在线性区？ ？ ？ ？1w r-似Cf 12X0.5X0r2- 0 45(1.9-Vv -7(19)-。亨)Zj* W匹八Km 了(0 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

18、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、三=二三一I. J.一 11】.君！，因为在室温下丁，然而二，我们可以令，选择*圣使得匕 5：，一 W,也就是，一即可得到零温度系数，则此时三二：*-*,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lout?其中 5 7 A ! ,、- （15

19、分）7.计算电路的小信号增益。（10分）1 + 1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）CD1 *一 解, 夫$。右$ + （1+幻） 迅（翎+（用）&5 （1+琮尾）。曲+ R&（华+ &（扁+（厕） /71内心心心+ % J + JO9.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）-y* Vg答:Vg-+ & xRd）分 Vrot-VDE-（3xRD）分）-% 皿时，Mi 截二：兰 rc$ f 时，Mi W通电=吃， = - V2C - Rd : 从 J W烦 -VihWw - |vi（1 七载止区，暮可拓扁=VddR/。三极管区：，且V顽命-KE x禺d堂% -*）客-捉为根据三个区域的榆出它压，画出该乓路的输入输出特性曲线，其占：碎从 到Vm为截止区；从Vb到V血为国和区：Vm从Vg开始.进入线性区，（V 为Ml工作在皱性区和泡和区的竟界点）（2分）