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《半导体集成电路》考试题⽬及参考标准答案

第⼀部分考试试题

第0章绪论

1.什么叫半导体集成电路？

2.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英⽂缩写？

3.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪⼏类？

4.按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪⼏类？

5.什么是特征尺⼨？它对集成电路⼯艺有何影响？

6.名词解释：集成度、wafersize、diesize、摩尔定律？

第1章集成电路的基本制造⼯艺

1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作⽤？

2.在制作晶体管的时候，衬底材料电阻率的选取对器件有何影响？。

3.简单叙述⼀下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤？

4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤？

5.以p阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些不⾜？

6.以N阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点？并请提出改进⽅法。

7.请画出NPN晶体管的版图，并且标注各层掺杂区域类型。

8.请画出CMOS反相器的版图，并标注各层掺杂类型和输⼊输出端⼦。

第2章集成电路中的晶体管及其寄⽣效应

1.简述集成双极晶体管的有源寄⽣效应在其各⼯作区能否忽略？。

2.什么是集成双极晶体管的⽆源寄⽣效应？

3.什么是MOS晶体管的有源寄⽣效应？

4.什么是MOS晶体管的闩锁效应，其对晶体管有什么影响?

5.消除“Latch-up效”应的⽅法？

6.如何解决MOS器件的场区寄⽣MOSFET效应？

7.如何解决MOS器件中的寄⽣双极晶体管效应？

第3章集成电路中的⽆源元件

1.双极性集成电路中最常⽤的电阻器和MOS集成电路中常⽤的电阻都有哪些？

2.集成电路中常⽤的电容有哪些。

3.为什么基区薄层电阻需要修正。

4.为什么新的⼯艺中要⽤铜布线取代铝布线。

5.运⽤基区扩散电阻，设计⼀个⽅块电阻200欧，阻值为1K的电阻，已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电

阻。

第4章TTL电路

1.名词解释

电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输⼊短路电流输⼊漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升

时间瞬态下降时间

瞬时导通时间

2.分析四管标准TTL与⾮门（稳态时）各管的⼯作状态？

3.在四管标准与⾮门中，那个管⼦会对瞬态特性影响最⼤，并分析原因以及带来那些困难。

4.两管与⾮门有哪些缺点，四管及五管与⾮门的结构相对于两管与⾮门在那些地⽅做了改善，并分析改善部分是如何⼯作

的。四管和五管与⾮门对静态和动态有那些⽅⾯的改进。

5.相对于五管与⾮门六管与⾮门的结构在那些部分作了改善，分析改进部分是如何⼯作的。

6.画出四管和六管单元与⾮门传输特性曲线。并说明为什么有源泄放回路改善了传输特性的矩形性。

7.四管与⾮门中，如果⾼电平过低，低电平过⾼，分析其原因，如与改善⽅法，请说出你的想法。

8.为什么TTL与⾮门不能直接并联？

9.OC门在结构上作了什么改进，它为什么不会出现TTL与⾮门并联的问题。

第5章MOS反相器

1.请给出NMOS晶体管的阈值电压公式，并解释各项的物理含义及其对阈值⼤⼩的影响（即各项在不同情况下是提⾼阈值还

是降低阈值）。

2.什么是器件的亚阈值特性，对器件有什么影响？

3.MOS晶体管的短沟道效应是指什么，其对晶体管有什么影响？

4.请以PMOS晶体管为例解释什么是衬偏效应，并解释其对PMOS晶体管阈值电压和漏源电流的影响。

5.什么是沟道长度调制效应，对器件有什么影响？

6.为什么MOS晶体管会存在饱和区和⾮饱和区之分（不考虑沟道调制效应）？

7.请画出晶体管的DDSIV特性曲线，指出饱和区和⾮饱和区的⼯作条件及各⾃的电流⽅程

（忽略沟道长度调制效应和短沟道效应）。

8.给出E/R反相器的电路结构，分析其⼯作原理及传输特性，并计算VTC曲线上的临界电压值。

9.考虑下⾯的反相器设计问题：给定VDD=5V，KN`=30uA/V2，VT0=1V

设计⼀个VOL=0.2V的电阻负载反相器电路，并确定满⾜VOL条件时的晶体管的宽长⽐(W/L)和负载电阻RL的阻值。10.考

虑⼀个电阻负载反相器电路：VDD=5V，KN`=20uA/V2，VT0=0.8V，RL=200KΩ，W/L=2。计算VTC曲线上的临界电

压值（VOL、VOH、VIL、VIH）及电路的噪声容限，并评价该直流反相器的设计质量。

11.设计⼀个VOL=0.