数字集成电路期末考试卷A-2012.pdf

华 侨 大 学 数字集成电路设计 试 卷 A（期末，开卷） 班 级： 考试日期 2011 年 月 日 姓 名：________________________学 号__________________________ 所有答案按顺序填写在答卷纸上 一、填空题(30%)（计算精确到小数点后2位，或者3 位有效数字；每空2分，有单位的请写明 单位，否则扣1分） 1．三态门的三个状态分别是：( 1 )，（ 2 ），（ 3 ）。 2．互连线由电阻率为ρ=4µΩ·m, 线的厚度为 0.5µm，宽为0.8µm，长100µm的导线电阻R= （ 4 ）。 3．互补MOS（CMOS）采用两种类型的MOSFET构建逻辑电路，一种是（ 6 ） MOSFET；另外一种是（ 6 ）MOSFET。 4．如果一个反相器的输出端连接4个同样的反相器，那么它的电气努力是（ 7 ）。假设 忽略寄生电容的对延迟的影响，即无负载电容时延迟为0；如果它的电气努力是1时的延迟是1ns， 那么以上电路的延迟时间是（ 8 ）。 5．以下SPICE语言所描述的nMOS晶体管的单位面积栅氧电容Cox=（ 9 ），其中 ε = 3.453×10−13 F/cm；源极的零偏置电压的结电容C =( 10 );等效开关电阻 R= SB n ox （ 11 ）； ******************* Spice 网表 ************************ Vdd ndrain 0 5V Vgs ngate 0 5V Mnmos ndrain ngate 0 0 nFET L=0.5U W=4U AD=12P PD=12U AS=12P PS=12U .Model nFET NMOS (KP=150U VTO=1 TOX=1.25e-8 CJ=8.5e-4 CJSW=2.5E-10) ******************* Spice 网表 ************************ 6. 求以下数字的波茨编码（BoothCoding），若二进制补码A则它的波茨编码为 6 4 2 B=（ 12 ）X 2 +（ 13 ）X 2 +（ 14 ）X 2 +（ 15 ）。 二、问答题（15%） （1）集成电路中双极器件和单极器件的定义分别是什么？ （2）方块电阻的定义是什么？它的单位是什么？ （3）有比电路和无比电路的定义分别是什么？ 三、综合题（55%） 2 1. 图1为阻性负载的反相器电路。电源电压VDD为5V，MOS管的工艺互导为20uA/V ，阈值电 压为0.8V，负载电阻RL为200K，W/L=2。计算该反相器的传输特性数值（VIL，VOL，VIH， VOH）及电路的噪声容限，并在此基础上评价该反相器的设计是否最优。（11分） 第 1 页 共 2页 1 1 图11 2 2. 在有一个用相同NMOS管的NAND3门，管子宽长比为5:1。NMOS的工艺互导为120uA/V ， 阈值电压为0.65V。电路的电源电压为5V。求输入同时切换情况下中点电压为2.8V的这个门 所需要的PMOS的器件互导值。假设PMOS的阈值电