湖南大学2016春季微电子电路期中考试参考答案.doc

湖南大学2016春季微电子电路期中考试参考答案一、 填空题（每空1分，共20分）1. 饱和，截止，放大 2. 电压，单，多数载流子 3. 图形转换（光刻、刻蚀），制膜（氧化、淀积），掺杂（扩散、离子注入） 4. 截止区，线性区（线性电阻区），饱和区（恒流区），饱和区 5. 静态，动态，开关 6. PUN(上拉网络)，PDN（下拉网络），PDN，PUN二、 简答题（每题6分，共30分）1. BJT原理图如图所示，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. 反相器的NMOS、PMOS管状态与真值表列表略。3. 画电路结构如图所示（电容可以抛弃）。工作原理：高通、低通、高阻情况说明清楚。4. 略5. 由2n+1个非门闭环构成测试电路如图所示，使用环形振荡器测量电路的工作频率及延迟时间。 BJT原理图三、 分析应用题（每题10分，共50分）1. 由图1可知其为时序电路，可以画出其clk、D、QM、Q的时序波形图（或功能表），由时序波形图可知图1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。主从结构触发器工作过程描述（主建立、从保持；主保持、从建立）2. 由图2可知其为组合逻辑电路，电路由2个非门和一个传输门构成，列真值表可得出图2位异或门电路。3. 由图3 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. 由图4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. 依据图5可知，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”。