1 什么是最小交叠规则?制定其的目的是什么?
答:最小交叠是一个几何图形与另一个几何图形之间相交叠或相包围的最小尺寸限制。其中所指的几何图形总是位于不同层上。
目的:当用不同层上的几何图形来设计某种结构时,几何图形的预期位置与实际位置之间必然会出现偏差,将会导致电路的开路和短路。而最小交叠规则通过确保预期的连接关系不受制造工艺影响来减少由于分层间细微的偏差所带来的影响
2 为什么要进行匹配设计?
答案:(1)在集成电路中,集成元件的绝对精度较低,如电阻和电容。
(2)由于芯片面积很小,其经历的加工条件几乎相同,故同一芯片上的集成元件可以达到比较高的匹配精度。
3 数字集成电路的基本电路的主要性能指标是什么?
答:工作速度;集成度;功耗;噪声容限。
4 为什么的PMOS尺寸通常比NMOS的尺寸大?
答:1)电子迁移率较大,是空穴迁移率的两倍,即μN=2μP。
2)根据逻辑阈值与晶体管尺寸的关系VM∝WP/WN,在VM较大的取值范围中,WP〉WN。
5 输入/输出单元的主要功能分别是什么?
答:输入单元主要承担对内部电路的保护。
输出单元主要任务是提供一定的驱动能力,防止内部逻辑过负荷而损坏;另外还承担了一定的逻辑功能,单元具有一定的可操作性。
6 简要叙述与温度无关的带隙基准电压源电路的基本原理。
解:在半导体器件中,大多数工艺参数是随温度变化的,因此,我们设想将两个具有相反温度系数的量以适当的权重相加,那么结果就会显示零温度系数。
在双极晶体管中,由
及
得到,基极-发射极电压具有负的温度系数,且其温度系数本身于温度有关;另一方面,我们知道,如果两个双极晶体管工作在不相等的电流密度下,那么它们的基极-发射极电压的差值就与绝对温度成正比。这样子,我们得到的具有正、负温度系数的电压,就可以设计出一个令人满意的零温度系数的基准:
在室温下,取
7 采用MOSFET作为NMOS反相器的负载器件有哪些优点?
答:采用负载电阻会占用大量的芯片面积,而晶体管占用的硅片面积通常比负载电阻小,并且有源负载反相器电路比无源负载反相器有更好的整体性能。
8 增强型负载NMOS反相器有哪两种电路结构?
答:根据给增强型负载提供不同的栅极偏压,负载晶体管可以工作在饱和区或线性区。
饱和增强型负载反相器只要求一个独立的电源和相对简单的制造工艺,并且VOH限制在VDD-VTL。而线性增强型负载反相器的VOH= VDD,噪声容限高,但需要使用两个独立的电源。由于二者的直流功耗较高,大规模的数字电路均不采用增强型负载nMOS反相器。
9 简述CMOS反相器的工作原理及特点。
10 CMOS反相器逻辑阈值的影响因素?