偉創(chuàng)力硬件工程師筆試試題集-文庫吧

【正文】 性曲線。輸入特性是指三極管輸入回路中，加在基極和發(fā)射極的電壓與由它所產(chǎn)生的基極電流之間的關(guān)系。輸出特性通常是指在一定的基極電流控制下，三極管的集電極與發(fā)射極之間的電壓同集電極電流的關(guān)系。下圖中圖 (1)給出了三極管的典型輸入特性曲線，圖 (2)給出了三極管的典型輸入特性曲線。圖 (3)給出了其直流負(fù)載線、交流負(fù)載線和功耗線。 圖 (1) 典型輸入特性曲線 圖 (2) 典型輸出特性曲線 圖 (3) 直、交流負(fù)載線，功耗線 硬件面試題之三 放大電路中頻率補償?shù)哪康氖鞘裁?，有哪些方法? 答：放大電路中頻率補償?shù)哪康挠卸阂皇歉纳品糯箅娐返母哳l特性，而是克服由于引入負(fù)反饋而可能出現(xiàn)自激振蕩現(xiàn)象，使放大器能夠穩(wěn)定工作。在放大電路中，由于晶體管結(jié)電容的存在常常會使放大電路頻率響應(yīng)的高頻段不理想，為了解決這一問題，常用的方法就是在電路中引入負(fù)反饋。然后，負(fù)反 饋的引入又引入了新的問題，那就是負(fù)反饋電路會出現(xiàn)自激振蕩現(xiàn)象，所以為了使放大電路能夠正常穩(wěn)定工作，必須對放大電路進(jìn)行頻率補償。 頻率補償?shù)姆椒梢苑譃槌把a償和滯后補償，主要是通過接入一些阻容元件來改變放大電路的開環(huán)增益在高頻段的相頻特性，目前使用最多的就是鎖相環(huán)。 什么是頻率響應(yīng)，怎么才算是穩(wěn)定的頻率響應(yīng)，簡述改變頻率響應(yīng)曲線的幾個方法。 答：這里僅對放大電路的頻率響應(yīng)進(jìn)行說明。 在放大電路中，由于電抗元件 (如電容、電感線圈等 )及晶體管極間電容的存在，當(dāng)輸入信號的頻率過低或過高時，放大電路 的放大倍數(shù)的數(shù)值均會降低，而且還將產(chǎn)生相位超前或之后現(xiàn)象。也就是說，放大電路的放大倍數(shù) (或者稱為增益 )和輸入信號頻率是一種函數(shù)關(guān)系，我們就把這種函數(shù)關(guān)系成為放大電路的頻率響應(yīng)或頻率特性。 放大電路的頻率響應(yīng)可以用幅頻特性曲線和相頻特性曲線來描述，如果一個放大電路的幅頻特性曲線是一條平行于 x軸的直線 (或在關(guān)心的頻率范圍內(nèi)平行于 x軸 )，而相頻特性曲線是一條通過原點的直線 (或在關(guān)心的頻率范圍是條通過原點的直線 )，那么該頻率響應(yīng)就是穩(wěn)定的。 改變頻率響應(yīng)的方法主要有： (1) 改變放大電路的元器件參數(shù)； (2) 引入新的元器件來改善現(xiàn)有放大電路的頻率響應(yīng)； (3) 在原有放大電路上串聯(lián)新的放大電路構(gòu)成多級放大電路。 給出一個差分運放，如何進(jìn)行相位補償，并畫補償后的波特圖。 答：隨著工作頻率的升高，放大器會產(chǎn)生附加相移，可能使負(fù)反饋變成正反饋而引起自激。進(jìn)行相位補償可以消除高頻自激。相位補償?shù)脑硎牵涸诰哂懈叻糯蟊稊?shù)的中間級，利用一小電容 C（幾十～幾百微微法）構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路?？梢允褂秒娙菪Ｕ?、 RC校正分別對相頻特性和幅頻特性進(jìn)行修改。 波特圖就是在畫放大電路的頻率特性曲線時使用對數(shù)坐標(biāo)。波特圖由 對數(shù)幅頻特性和對數(shù)相頻特性兩部分組成，它們的橫軸采用對數(shù)刻度，幅頻特性的縱軸采用 表示，單位為 dB；相頻特性的縱軸仍用表示。下圖給出了高通和低通電路的波特圖： 基本放大電路的種類及優(yōu)缺點，廣泛采用差分結(jié)構(gòu)的原因。 答：基本放大電路按其接 法的不同可以分為共發(fā)射極放大電路、共基極放大電路和共集電極放大電路，簡稱共基、共射、共集放大電路。 共射放大電路既能放大電流又能放大電壓，輸入電阻在三種電路中居中，輸出電阻較大，頻帶較窄。常做為低頻電壓放大電路的單元電路。 共基放大電路只能放大電壓不能放大電流，輸入電阻小，電壓放大倍數(shù)和輸出電阻與共射放大電路相當(dāng)，頻率特性是三種接法中最好的電路。常用于寬頻帶放大電路。 共集放大電路只能放大電流不能放大電壓，是三種接法中輸入電阻最大、輸出電阻最小的電路，并具有電壓跟隨的特點。常用于電壓放大電路的輸入級和 輸出級，在功率放大電路中也常采用射極輸出的形式。 廣泛采用差分結(jié)構(gòu)的原因是差分結(jié)構(gòu)可以抑制溫度漂移現(xiàn)象。 給出一差分電路，已知其輸出電壓 Y+和 Y，求共模分量和差模分量。 答：設(shè)共模分量是 Yc，差模分量是 Yd，則可知其輸出為 Y+=Yc+Yd Y=YcYd 可知 Yc=(Y+ + Y)/2 Yd=(Y+ Y)/2 畫出一個晶體管級的運放電路。 答：下圖 (a)給出了單極性集成運放 C14573的電路原理圖，圖 (b)為其放大電路部分： 圖 (a) C14573電路原理圖 圖 (b) C14573的放大電路部分 圖 (a)中 T T2和 T7管構(gòu)成多路電流源，為放大電路提供靜態(tài)偏置電流，把偏置電路簡化后，就可得到圖 (b)所示的放大電路部分。 第一級是以 P溝道管 T3和 T4為放大管、以 N溝道管 T5和 T6管構(gòu)成的電流源為有源負(fù)載，采用共源形式的雙端輸入、單端輸出差分放大電路。由于第二級電路從 T8的柵極輸入，其輸入電阻非常大，所以使第一級具有很強(qiáng)的電壓放大能力。 第二級是共源放大電路，以 N溝道管 T8為放大管，漏極帶有源負(fù)載，因此也具有很強(qiáng)的電壓放大能力。但其輸出電阻很大，因而帶負(fù)載能力較差。 電容 C起相位補償作用。 電阻 R和電容 C串聯(lián)，輸入電壓為 R和 C之間的電壓，輸出電壓分別為 C上電壓和 R上電壓，求這兩種電路輸出電壓的頻譜，判斷這兩種電路何為高通濾波器，何為低通濾波 器。當(dāng) RCT時，給出輸入電壓波形圖，繪制兩種電路的輸出波形圖。 答：當(dāng)輸出電壓為 C上電壓時： 電路的頻率響應(yīng)為： 記輸入電壓頻譜為，則輸出電壓的頻譜為 當(dāng)輸出電壓為 C上電壓時： 電路的頻率響應(yīng)為： 記輸入電壓頻譜為，則輸出電壓的頻譜為 從電路的頻率響應(yīng)不難看出輸出電壓加在 C上的為低通濾波器，輸出電壓加在 R上的為高通濾波器。 RCT說明信號的頻率 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于濾波器的中心頻率，所以對于第二個電路基本上無輸出，第一個電路的輸出波形與輸入波形基本相同。 選擇電阻時要考慮什么？ 答：主要考慮電阻的封裝、功率、精度、阻值和耐壓值等。 硬件面試題之四 在 CMOS電路中，要有一個單管作為開關(guān)管精確傳遞模擬低電平，這個單管你會用 P管還是 N管，為什么？ 答：用 N管。 N管傳遞低電平， P管傳遞高電平。 N管的閾值電壓為正， P管的閾值電壓為負(fù)。在 N管柵極加 VDD，在漏極加 VDD，那么源級的輸出電壓范圍為 0到 VDDVth，因為 N管的導(dǎo)通條件是 VgsVth，當(dāng)輸出到達(dá) VDDVth時管子已經(jīng)關(guān)斷了。所以當(dāng)柵壓為 VDD時，源級的最高輸出電壓只能為 VDDVth。這叫閾值損失。 N管的輸出要比柵壓損失一個閾值電壓。因此不宜用 N管傳輸高電平。 P管的輸出也會比柵壓損失一個閾值。同理柵壓為 0時， P管源級的輸出電壓范圍為 VDD到｜ Vth｜，因此不宜用 P管傳遞低電平。 畫電流偏置的產(chǎn)生電路，并解釋。 答：基本的偏置電流產(chǎn)生電路包括鏡像電流源、比例電流源和微電流源三種。下面以鏡像電流源電路為例進(jìn)行說明： 該電路由兩個完全相同的管子 T0和 T1構(gòu)成，由于 T0的管壓降與其 be間電壓相等，從而保證 T0工作在放大狀態(tài)，因而它的集電極電流 。圖中 T0和 T1的 be間電壓相等，所以它們的基極電流，而由于電流放大倍數(shù) ，集電極電流 ?？梢?，由于這種電路的特殊接法，使和呈鏡像關(guān)系，故稱此電路為鏡像電流源。為輸出電流。電阻 R中的電流為基準(zhǔn)電流。 畫出施密特電路，求回差電壓。 答：下圖是用 CMOS反相器構(gòu)成的施密特電路： 因此回差電壓為： LC正弦波振蕩器有哪幾種三點式振蕩電路，分別畫出其原理圖。 答：主要有兩種基本類型：電容三點式電路和電感三點式電路。下圖中 (a)和 (b)分別給出了其原理電路及其等效電路。 (a) 電容三點式振蕩電路 (b) 電感三點式振蕩電路 DAC和 ADC的實現(xiàn)各有哪些方法？ 答：實現(xiàn) DAC轉(zhuǎn)換的方法有：權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換，倒梯形網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換，權(quán)電流 網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換、權(quán)電容網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換以及開關(guān)樹形 D/A轉(zhuǎn)換等。 實現(xiàn) ADC轉(zhuǎn)換的方法有：并聯(lián)比較型 A/D轉(zhuǎn)換，反饋比較型 A/D轉(zhuǎn)換，雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換和 VF變換型 A/D轉(zhuǎn)換。 A/D電路組成、工作原理。 A/D電路由取樣、量化和編碼三部分組成，由于模擬信號在時間上是連續(xù)信號而數(shù)字信號在時間上是離散信號，因此 A/D轉(zhuǎn)換的第一步就是要按照奈奎斯特采樣定律對模擬信號進(jìn)行采樣。又由于數(shù)字信號在數(shù)值上也是不連續(xù)的，也就是說數(shù)字信號的取值只有有限個數(shù)值，因此需要對采樣后的數(shù)據(jù)盡量量化，使其量化到有效電平 上，編碼就是對量化后的數(shù)值進(jìn)行多進(jìn)制到二進(jìn)制二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。 為什么一個標(biāo)準(zhǔn)的倒相器中 P管的寬長比要比 N管的寬長比大？ 答：和載流子有關(guān)， P管是空穴導(dǎo)電， N管電子導(dǎo)電，電子的遷移率大于空穴，同樣的電場下， N管的電流大于 P管，因此要增大 P管的寬長比，使之對稱，這樣才能使得兩者上升時間下降時間相等、高低電平的噪聲容限一樣、充電放電的時間相等。 鎖相環(huán)有哪幾部分組成 ? 鎖相環(huán)路是一種反饋控制電路，簡稱鎖相環(huán)（ PLL）。鎖相環(huán)的特點是：利用外部輸入的參考信號控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號的頻率 和相位。因鎖相環(huán)可以實現(xiàn)輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，所以鎖相環(huán)通常用于閉環(huán)跟蹤電路。鎖相環(huán)在工作的過程中，當(dāng)輸出信號的頻率與輸入信號的頻率相等時，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值，即輸出電壓與輸入電壓的相位被鎖住，這就是鎖相環(huán)名稱的由來。 鎖相環(huán)通常由鑒相器（ PD）、環(huán)路濾波器（ LF）和壓控振蕩器（ VCO）三部分組成。鎖相環(huán)中的鑒相器又稱為相位比較器，它的作用是檢測輸入信號和輸出信號的相位差，并將檢測出的相位差信號轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，該信號經(jīng)低通濾波器濾波后形成壓控振蕩器的控制電壓，對振蕩器 輸出信號的頻率實施控制。 硬件面試題之五 用邏輯門和 COMS電路實現(xiàn) AB+CD。 答：這里使用與非門實現(xiàn)： (a) 用邏輯門實現(xiàn) (b) 用 CMOS電路組成的與非門 圖 (a)給出了用與非門實現(xiàn) AB+CD，圖 (b)給出了用 CMOS電路組成的與非門，將圖 (b)代入圖 (a)即可得到用 CMOS電路實現(xiàn) AB+CD的電路。 用一個二選一 mux和一個 inv實現(xiàn)異或。 答：假設(shè)輸入信號為 A、 B，輸出信號為 Y=A’B+AB’。則用一個二選一 mux和一個 inv實現(xiàn)異或的電路如下圖所示： 給了 reg的 Setup和 Hold時間，求中間組合邏輯的 Delay范圍。 答：假設(shè)時鐘周期為， reg的 Setup和 Hold時間分別記為 Setup和 Hold。則有： 如何解決亞穩(wěn)態(tài)？ 答：亞穩(wěn)態(tài)是指觸發(fā)器無法在某個規(guī)定時間段內(nèi)達(dá)到一個可確認(rèn)的狀態(tài)。當(dāng)一個觸發(fā)器進(jìn)入亞穩(wěn)態(tài)時，既無法預(yù)測該單元的輸出電平，也無法預(yù)測何時輸出才能穩(wěn)定在某個正確的電平上。在亞穩(wěn)態(tài)期間，觸發(fā)器輸出一些中間級電平，或者可能處于振蕩狀態(tài)，并且這種無用的輸出電平可以沿信號通道上的各個觸發(fā)器級聯(lián)式傳播下去。解決方法主要有： (1) 降低系統(tǒng)時鐘； (2) 用反應(yīng)更快的 FF； (3) 引入同步機(jī)制，防止亞穩(wěn)態(tài)傳播； (4) 改善時鐘質(zhì)量，用邊沿變化快速的時鐘信號； (5) 使用工藝好、時鐘周期裕量 大的器件。 硬件面試題之六 集成電路前端設(shè)計流程，寫出相關(guān)的工具。 答：首先給大家介紹下集成電路前端設(shè)計和后端設(shè)計的概念。集成電路的前端設(shè)計主要是指設(shè)計 IC過程的邏輯設(shè)計、功能仿真，而后端設(shè)計則是指設(shè)計 IC過程中的版圖設(shè)計、制板流