微电子期中试题及答案.pptVIP

*期中考试试卷分析填空题1、BJT晶体管的输出特性曲线可以分为三个工作区域，分别是(饱和)区、（截止）区和（放大）区，其中前两个区是BJT工作于数字逻辑电路的开关状态。饱和区发射结正偏，集电结正偏。三极管导通截止区发射结反偏，集电结反偏。三极管断开放大区发射结正偏，集电结反偏。起放大作用ＵＥ＝ＥＣ－ＩＣＲＣＩＣ＝βＩＢMOS晶体管是（电压）控制元件，同时它也是（单）极型元件，因为其沟道形成后只有（多数载流子）参与工作。半导体制造工艺主要有（图形转换（光刻、刻蚀））、（制膜（氧化、淀积））、（掺杂（扩散、离子注入））等工艺。MOS晶体管输出特性曲线可以分为三个工作区域，分别是（截止）区、（线性（线性电阻区））区和（饱和（恒流区））区，其中（饱和区）区是MOS管工作于模拟放大的状态。CMOS电路的功耗可分为（静态）功耗和（动态）功耗。其中后者又包括（开关）功耗和短路功耗。开关电流产生的动态功耗（80％）由扩散区和衬底之间的反向偏置漏电流产生的静态功耗动态情况下P管和N管同时导通时的短路电流产生的动态功耗6、静态CMOS逻辑电路是由（PUN(上拉网络)）和（PDN（下拉网络））构成，其中（PDN）是NMOS型晶体管，（PUN）是PMOS型晶体管。PDN由NMOS器件构成，而PUN由PMOS器件构成。理由是NMOS管产生“强0”而PMOS管产生“强1”;在数字电路中，MOS器件是作为开关使用，MOS管导通相当于接通开关，MOS管截止时相当于断开开关；NMOS导通的作用是将输出拉到低电平，称为下拉开关；PMOS导通的作用是将输出拉到高电平，称为上拉开关；简答题1、简述BJT晶体管的工作原理（要求绘原理图说明）。E区掺杂浓度高，B区很薄，C区区域大。以NPN管为例，工作于放大状态时，E结正偏，以多数载流子扩散运动为主，C结反偏，以少数载流子漂移运动为主。E区高浓度电子扩散到B区，由于扩散到B区电子浓度高，部分电子被B区空穴复合产生复合电流Ib，大部分扩散来B区又未被复合的电子是少数载流子，在C结反偏电压形成的电场作用下，被拉到C区，即漂移到C区形成电流Ic，Ic与Ib呈比例关系，也即Ic/Ib≈β。BJT是双极型晶体管，是电流控制元件。E结零偏或反偏时，没有Ib电流形成，晶体管不导通，工作于截止状态。E结正偏、C结正偏时，Vce≈0.3V左右，不随Ic变化而变化，晶体管工作于饱和导通状态。简述CMOS非门的工作原理及其VTC电压传输特性曲线。若输入为“1”(Vin=VDD)：VGSN=VDD，VGSP=0VNMOS导通，PMOS截止输出“0”(Vout=0V)Vin=VTN的垂直线：NMOS截止/导通Vin=VDD+VTP的垂直线：PMOS导通/截止Vin－VTN=Vout的斜线：NMOS饱和区/线性区Vin－VTP=Vout的斜线：PMOS线性区/饱和3、简述CMOS传输门的电路结构及其工作原理。设TP:|VTP|=2V，TN:VTN=2V?I的变化范围为－5V到+5V。?5V+5V?5V到+5V?GSNVTN,TN截止?GSP=5V?(-5V到+5V)=(10到0)V开关断开，不能转送信号?GSN=-5V?(－5V到+5V)=(0到-10)V?GSP0,TP截止1）当c=0，c=1时c=0=-5V，c=1=+5V2）当c=1，c=0时vI/CTPvO/vIvO+5V–5VTNC+5V?5V?GSP=?5V?(－3V~+5V)=?2V~?10V?GSN=5V?(－5V~+3V)=(10~2)Vb、?I=?3V~5V?GSNVTN,TN导通a、?I=?5V~3VTN导通，TP导通?GSP|VT|,TP导通c、?I=?3V~3V4、简述基于Hspice仿真平台的基本设计仿真步骤1、编写源代码。按照实验要求，第一步、搭建电路第二步、以可编辑方式打开需要仿真的电路第三步、创建仿真文件，该文件以.sp为后缀进行保存；首先调用网表文件；然后开始加激励；接下来确定仿真类型；添加显示语句；调入模型；最后在网表的结尾加上.end2、打开HSpice软件平台，依次点击File，Open，选中编写好的.sp文件“打开”。3、编译与调试。点击Simulate编译，若结果有错误或警告，则将要调试修改直至文件编译成功。4、仿真运