集成电路设计原理作业.docx

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1、1-1作业1-1-1.典型PN结隔离工艺中器件之间是如何实现隔离的？1-1-2.设典型PN结隔离工艺允许的最小线宽、外延层的厚度和一般各相关图形间的间距都为W，画出最小面积NPN晶体管图形和剖面结构图，并分别估算W为1μm和0.5μm时，在1cm2的芯片面积上可以制作多少个这种相互隔离的最小面积晶体管。（忽略金属线）1-2作业1-2-1.NMOS源漏区和PMOS源漏区注入时有哪些介质做掩蔽层？这些掩蔽层分别是用什么光刻掩膜版光刻后留下的？1-2-2.N阱硅栅CMOS基本工艺中的局部氧化和场区注入有哪些作

2、用？1-3作业1-3-1.设计1.3.1中给出的以N阱CMOS工艺为基础的BICMOS工艺流程。2-1作业2-1-1.分别画出单基极条形和双基极双集电极结构的普通NPN晶体管的平面图（版图）和剖面图，并详细说明埋层的作用。2-1-2.画出单基极条形双硼扩散结构的超增益NPN晶体管的平面图（版图）和剖面图，并说明版图设计以及应用中的注意事项。2-2作业2-2-1.画出横向PNP晶体管的平面图（版图）和剖面图，并详细说明埋层的作用。2-2-2.横向PNP晶体管在4种可能的偏置情况下，哪一种偏置会使寄生晶体管

3、的影响最大（详细说明原因）？2-3作业2-3-1.阐述CMOS集成电路闩锁效应的产生原因和抗闩锁措施。2-3-2.说明消除寄生MOS管影响的措施。2-4作业2-4-1.一般集成二极管中，哪种速度快？哪种速度慢？哪种耐压高？说明原因。2-4-2.隐埋齐纳二极管的特点是什么？为什么？2-4-3.阐述隐肖特基晶体管的抗饱和原理。2-5作业2-5-1.给出你设计电阻的方案步骤。3-1作业3-1-1.阐述集成电路版图设计的重要性。3-1-2.阐述遵循版图设计规则进行集成电路版图设计的重要性。3-2作业3-2-1.

4、采用典型PN结隔离工艺对左图进行版图设计时至少要划分几个隔离区？如何划分的？注：二极管采用BE结制作，电阻采用基区硼扩制作。4-1作业4-1-1.CMOS反相器的参数如左表所示。①设计NMOS管和PMOS管的宽长比W/L。②计算工作频率分别为10MHz和20MHz时的动态功耗。4-2作业4-2-1.根据IN的输入波形画出A、B和C的输出波形，并标出波形的电位值（已知：VTn=1V，VTp=-1，忽略延迟和衬底偏置效应的影响）。4-3作业4-3-1输入为A、B、C,输出为Y=AB+AC。①用与非-与非逻辑

5、实现，画出逻辑图及CMOS电路图。②用或非-或非逻辑实现，画出逻辑图及CMOS电路图。③用两级逻辑门实现，画出逻辑图及CMOS电路图。4-3-2设计与右图所示反相器具有相同驱动能力的二输入与非门和二输入或非门的各MOS管的宽长比（W/L）,并分别比较这三个门电路高、低电平噪声容限的大小。比较图中C节点的高、低电平噪声容限的大小以及上升、下降时间的大小。（VTn=-VTp，μn=2μp）4-4作业4-4-1课上所介绍的双向强驱动三态门、单向强驱动三态门和内部三态门的含义是什么？4-5作业4-5-1两个E/

6、DNMOS反相器的驱动管参数与尺寸完全相同，负载管的饱和电流都为0.1mA，负载管的开启电压分别为-4V和-2V，但是负载管的尺寸不相同。已知：VDD=5V，K’=10-5A/V2。①比较两个反相器的上升时间和负载管的沟道面积（设最小沟道长度和宽度为Lmin=Wmin=λ）。②设驱动管开启电压为1V，输出低电平为0.5V，求驱动管的宽长比W/L。4-5-2二输入E/DNMOS或非门的电路参数为：VTD=-3V，VTE=1V，βRB=5，βRA=8，VDD=5V。计算最坏和最好的VOL值。4-6作业4-6

7、-1.画出完成F=D1AB+D2AB+AB逻辑功能的传输门逻辑电路图，其中A、B、D1、D2为输入信号（要求恰当使用不同类别的传输门，可以适当使用电路级反相器）。4-8作业4-8-1.下图是一个主从RS触发器，分析它的工作原理，说明它的触发方式，并用合适的符号（S或S、R或R）标示出置1和置0的输入端（替换A和B）。4-8-2.分析课件4.8.4中所给三个版图之一，说明各图层的名称和作用，提取电路并整理和分析功能。4-10作业4-10-1.设计一个3位先行进位加法器（用逻辑门组成），完成A0A1A2和B

8、0B1B2的相加。7-1作业7-1-1:计算右图所示简易TTL与非门的静态功耗7-1-2:右图所示LSTTL与非门驱动20个同类门，计算T5的集电极串联电阻的最大值是多少？已知：VBE=0.75V，VDF=0.4V，VMS=0.4V，VOLmax≤0.4V7-2习题7-2-1：分析电路A、B、C功能，写出逻辑表达式7-2-2：纠正下列应用中的错误7-5习题19.1识版图