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1、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。,2、MOS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。,3、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。,4、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。,5、CMOS电路的功耗可分
2、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
3、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。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
4、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，Vce0.3V左右，不随Ic变化而变化，晶体管工作于饱和导通状态。,2、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 = 0V NMOS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 VinVTN=Vout的斜线：NMOS饱和区/线性区 VinVTP=Vout的斜线：PMOS线性区/饱和,设TP:|VTP|=2V， TN:VTN=2V I的变
5、化范围为5V到+5V。,5V,+5V,5V到+5V,GSN VTN, 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,3、简述CMOS传输门的电路结构及其工作原理。,+5V,5V,GSP= 5V (3V+5V) =2V 10V,GSN=5V (5V+3V)=(102)V,b、I=3V5V,GSNVTN, TN导通,a、I=5V3V,TN导通，TP导通,c、I=3V3V,4、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
6、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.end 2、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、 仿真运行及验证。在编译成功后，点击Sputil开始仿真运行。 5、选择要显示的数据。 6、仿真平台各结果信息说明。,5、简述CMOS反相器的最高工作频率的测量方法,由2n+1个非门闭环构成测试电路如图所示，使用环形振荡器
7、测量电路的工作频率及延迟时间。,分析应用题,1、试分析图1的逻辑电路，并描述其功能。,时序电路，可画出其clk、D、QM、Q的时序波形图，由时序波形图可知图位D型边沿触发器，上升沿触发有效，D_N信号输入。电路结构为主从式触发器，master和slave分别由2个传输门和3个非门构成，clk经由2个非门连接master和slave的传输门控制端。,2、试分析图2的逻辑电路，并描述其功能。,电路由2个非门和一个传输门构成，列真值表可得出图2真值表相同则0，相异则1 为异或门电路。,3、试分析图3的逻辑电路，并描述其功能。,可知其为时序电路，其为由传输门和电容C构成的动态锁存器电路。 clk为0时，传输门导通，X建立为D的值，D=0时，传输门低通，C放电为0；D=1时，传输门高通，C充电为1。 clk为1时，传输门截止，X保持为原来的值。,4、试分析图4的逻辑电路，并描述其功能。,可知其为组合逻辑电路，电路由2个传输门和2个非门构成。 列出其真值表，可以得出其实际为二选一电子选择开关电路。,5、图5是Hspice下的仿真结果，判断仿真结果的由来，分析仿真结果。,其仿真结果来自于沟道宽度对反相器直流电压传输特性曲线的影响实验。Wp逐渐变大时，传输特性曲线“右移”。 因为Kr=Kn/Kp，而K=/2=W/L，增加Wp，Kp逐渐增大，Kr逐渐减小，传输特性曲线“右移”。,
