VLSI-考试复习题

一.填空集成电路中的电阻分为金属层电阻,多晶硅电阻和扩散电阻等.金属层电阻的阻值只与该电阻的设计_________有关;多晶硅电阻和扩散电阻的阻值除与该电阻的设计_________有关外还与导电区的___________有关.MOS集成电路中的寄生电容大致可分为_______________,__________和__________三大部分.在MOS传输门中,NMOS管对_______电平传输有损耗,PMOS管对_______电平传输有损耗.高电平噪声容限MNH表达为___________________,低电平噪声容限MNL表达为___________________,噪声容限MN表达为___________________。存储器可以实现组合电路。若使用128X8bits的存储体可实现___________个___________输入的逻辑函数。CMOS与非门电路直流特性设计中,假设各管几何尺寸相同和工艺参数不变,最恶劣情况将发生在NMOS管___________的状态下,这时输出_____电平最差.CMOS或非门电路直流特性设计中,假设各管几何尺寸相同和工艺参数不变,最恶劣情况将发生在NMOS管___________的状态下,这时输出_____电平最差.在MOS集成电路的制造实现中，NMOS晶体管是在__________型的衬底材料上制成的；PMOS晶体管是在__________型的衬底材料上制成的。三态逻辑门电路的三种输出状态分别为高电平、____________和____________。当NMOS晶体管的栅源电压VGSn、漏源电压VDSn满足关系VDSn=VGSn时，该NMOS晶体管处于工作状态。CMOS或非门电路时间特性设计中,假设各管几何尺寸相同和工艺参数不变,将使脉冲波形的____沿变差。CMOS与非门电路时间特性设计中,假设各管几何尺寸相同和工艺参数不变,将使脉冲波形的____沿变差。CMOS与非门电路直流特性设计中,假集成电路中的电阻分为金属层电阻,多晶硅电阻和扩散电阻等.金属层电阻的阻值只与该电阻的设计_________有关;多晶硅电阻和扩散电阻的阻值除与该电阻的设计几何尺寸有关外还与导电区的___________有关.在CMOS传输门中,NMOS管对_______电平传输有损耗,PMOS管对_______电平传输有损耗.设各管几何尺寸相同和工艺参数不变,最恶劣情况将发生在NMOS管___________的状态下,这时输出低电平最差.存储器可以实现组合电路。若使用128X8bits的存储体可实现8个______输入的逻辑函数。在MOS集成电路的制造实现中，NMOS晶体管是在__________型的衬底材料上制成的；PMOS晶体管是在__________型的衬底材料上制成的。三态逻辑门电路的三种输出状态分别为高电平、____________和____________。二、简答题：1、什么是数字集成电路设计的全定制方式、半定制方式和用户自编程方式?他们各自有什么特点，适用范围怎样?2、什么是数字系统设计过程中逻辑功能仿真，它的意义是什么?3、什么是数字系统设计过程中的后仿真，它的意义是什么?(3分)4、什么是单位晶体管。单位晶体管在版图及参比分析中的作用是什么？(5分)5、单位负载与单位驱动能力是怎样表述的?(3分)6、单位负载与单位驱动能力在数字集成电路设计中有什么意义?(3分)7、数字集成电路的时延模型是怎样表达的?各部份分别代表什么含义?8、从测试的角度考虑问题，在电路设计中应采用什么样的电路元件和电路结构能有效地保证仿真和制成电路的有效测试。9、数字集成电路中，什么是信号边沿歪斜？产生的原因是什么?10、数字集成电路中信号边沿歪斜会产生什么不利影响，产生的原因是什么?(6分)11、信号边沿歪斜会对数字集成电路产生什么不利影响，产生的原因是什么?12、改善信号边沿歪斜的措施有哪些方法?这些方法的主要着眼点在哪里?13、关键时延路径的基本概念是什么?对系统有哪些影响?14、噪声容限的基本意义?表达形式?当某逻辑器件的输入输出电平为：VOL=0.5V,VOH=2.7V,VIL=0.8V,VIH=2.0V,则噪声容限值是多少。15、静态同步系统的基本定义是什么?16、系统总线设计中对总线上的信号传递有什么规定?17、请画出数字倒相器直流转移特性曲线,并说明曲线中各参数的含义是什么?18、请画出数字倒相器时间波形曲线,并说明曲线中各参数的含义及定义是什么?1、数字系统设计过程中逻辑功能仿真的意义是什么?2、什么是关键时延路径?它对系统有哪些影响?3、静态同步系统的基本定义是什么?4、噪声容限的基本意义?当某逻辑器件的输入输出电平为：VOL=0.5V,VOH=2.7V,VIL=0.8V,VIH=2.0V,则噪声容限值是多少。5、系统总线设计中对总线上的信号传递有什么规定?三、选择题数字倒相器输入输出直流电压特性曲线如图所示，曲线中有参数VOH、VOL、VTH、VIH、VIL。其中①VOH是指__________、②VIH是指_____________、③VTH是指___________、④VOL是指__________、⑤VIL是指__________。①（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平②（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平③（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平④（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平⑤（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平当NMOS晶体管的栅源电压VGSn、漏源电压VDSn满足关系0VDSnVGSn-VTn时，该晶体管处于①工作状态；这时该晶体管的漏极电流表达为IDn=②______。①(A)截止区(B)线性导通区(C)有源导通区②(A)0(B)βn[(VGSn-VTn)VDSn−0.5VDSn2](C)0.5βn(VGSn-VTn)2当NMOS晶体管的栅源电压VGSn、漏源电压VDSn满足关系0VGSn-VTnVDSn时，该NMOS晶体管处于①工作状态；这时该NMOS晶体管的漏极电流表达为IDn=______②。①（A）截止区（B）线性导通区（C）有源导通区（D）线性电阻区②（A）0（B）βn[(VGSn-VTn)VDSn−0.5VDSn2]（C）0.5βn(VGSn-VTn)2NMOS晶体管的衬底应连接在①_________；NMOS晶体管的源极应连接在②_________。①（A）电源正极（B）电源负极（C）漏极（D）无连接②（A）电路高电位点（B）电路低电位点（C）漏极（D）无连接PMOS晶体管的源极应连接在_____________或_____________。（A）电路高电位（B）电源负极（C）漏极（D）无连接（A）电源正极（B）电源负极（C）漏极（D）无连接在静态CMOS数字逻辑电路中，基本逻辑门都具有倒相（非）输出的特点，该特点是因________产生的。（A）有专门设计的倒相器（B）电路结构（C）NMOS连接（D）PMOS连接在CMOS集成电路的设计中，单位负载是指____________。（A）1Ω电阻（B）1F电容（C）最小尺寸MOS晶体管的栅极表现出的阻抗（D）最小尺寸CMOS逻辑门输入端表现出的阻抗在CMOS集成电路的制造工艺中有一种称为P阱工艺的制造过程，该工艺是在N型衬底材料上制出P型扩散区（P阱），然后在N型衬底和P型扩散区（P阱）上制成不同的晶体管。问在N型衬底上制成的是__________①；PMOS晶体管是在P型扩散区（P阱）上制成的是__________②；N型衬底应连接到_______③而P型扩散区（P阱）应连接到___________④。①(A)NMOS晶体管(B)PMOS晶体管(C)双极性晶体管BJT(D)结型场效应管JFET②(E)NMOS晶体管(F)PMOS晶体管(G)双极性晶体管BJT(H)结型场效应管JFET③(I)源极(J)漏极(K)电源正极（L）电源负极④(M)源极(N)漏极(O)电源正极（P）电源负极我们知道电子的表面迁移率μn与空穴的表面迁移率μp是不同的，从估算的角度看，比值μn/μp=_______________。(A)1.5(B)2(C)2.5(D)3在开关逻辑电路中，串联的多只NMOS晶体管代表了_______①逻辑关系，并联的多只NMOS晶体管代表了___________②逻辑关系；在静态CMOS数字逻辑电路中与串联的NMOS晶体管相对应的PMOS晶体管应是______③连接关系，与并联的NMOS晶体管相对应的PMOS晶体管应是________④连接关系，①(A)与(B)或(C)与非(D)或非②(E)与(F)或(G)与非(H)或非③(I)串联(J)并联(K)无连接(L)任意连接④(M)串联(N)并联(O)无连接(P)任意连接1.数字倒相器输入输出直流电压特性曲线如图所示，曲线中有参数VOH、VOL、VTH、VIH、VIL。其中①VOH是指__________、②VIH是指_____________、③VTH是指___________、④VOL是指__________、⑤VIL是指__________。①（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平②（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平③（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平④（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平⑤（A）最小输出高电平（B）最大输出低电平（C）最小输入高电平（D）逻辑门阈值电压（E）最大输入低电平2．当NMOS晶体管的栅源电压VGSn、漏源电压VDSn满足关系0VDSnVGSn-VTn时，该晶体管处于①工作状态；这时该晶体管的漏极电流表达为IDn=②______。①(A)截止区(B)线性导通区(C)有源导通区②(A)0(B)βn[(VGSn-VTn)VDSn−0.5VDSn2](C)0.5βn(VGSn-VTn)23．NMOS晶体管的衬底应连接在①_________；NMOS晶体管的源极应连接在②_________。①（A）电源正极（B）电源负极（C）漏极（D）无连接②（A）电路高电位点（B）电路低电位点（C）漏极（D）无连接4．在静态CMOS数字逻辑电路中，基本逻辑门都具有倒相（非）输出的特点，该特点是因________产生的。（A）有专门设计的倒相器（B）电路结构（C）NMOS连接（D）PMOS连接、输入输出直流电压特性曲线四、电路分析与设计1．耗尽型负载NMOS倒相器电路如图示,要求a.确定输入Vi从低电平变化到高电平时,各管直流工作状态变化的边界条件,并列出相应的电路方程式.b.确定该倒相器输出时间波形的上升时间特性.(只考虑负载电容CL的影响)2.增强型负载NMOS倒相器电路如图示,N1、N2都是增强型NMOS管。要求：a.确定输入Vin从低电平变化到高电平时,各管直流工作状态变化的边界条件,并列出相应的电路方程式。确定输出Vout的高电平电压和低电平电压b.确定该倒相器输出时间波形的上升时间特性.(假设：IDN1IDN2，同时只考虑负载电容CL的影响)3.已知下图中的(a)图是一个未完成的CMOS二输入与非门的局部电路；(b)图是一个未完成的CMOS二输入或非门的局部电路。虚线框内表示的是未完成的电路部分。请在各自的图中完成尚未完成的电路部分。4.画出CMOS倒相器电路。确定输入Vin从低电平变化到高电平时,各管直流工作状态变化的边界条件,并列出相应的电路