2015年宁波大学博士专业课考试试题3810数字集成电路设计基础B.pdf

1、宁波大学宁波大学 2015 年攻读博士学位研究生入 学 考 试 试 题年攻读博士学位研究生入 学 考 试 试 题(B 卷卷)(答案必须写在答题纸上)考试科目考试科目:数字集成电路设计基础数字集成电路设计基础科目代码：科目代码：3810适用专业适用专业:微纳信息系统微纳信息系统第 1 页 共 3 页一、NMOS 管版图如下图所示，采用 0.25um CMOS 工艺，沟道长度为 2，沟道宽度取 3，请在图中标出版图尺寸，并说出名称。(8 分)二、 采用 0.25um CMOS 工艺， 设 N 型扩散层 （n-diffusion） 的方块电阻 Rndiff=2.5/，N 型扩散层底部电容（botto

2、mwall capacitance）Cndiff, bot为 0.8fF/um2, N 型扩散层侧壁电容（sidewall capacitance）Cndiff, side为 0.4fF/um。计算下图漏极的寄生电阻与寄生电容。（10 分） 源 极 16 8 漏 极 多 晶 硅 源 极 多 晶 硅 宁波大学宁波大学 2015 年攻读博士学位研究生入 学 考 试 试 题年攻读博士学位研究生入 学 考 试 试 题(B 卷卷)(答案必须写在答题纸上)考试科目考试科目:数字集成电路设计基础数字集成电路设计基础科目代码：科目代码：3810适用专业适用专业:微纳信息系统微纳信息系统第 2 页 共 3 页三

3、、若逻辑函数 F(a,b,c,d,e,f)=a+b+c+d+e+f，用( )D x 表示信号 x 在单位时间内翻转的次数， 且有( )( )( )( )( )( )D aD bD cD dD eD f。 用( )p x 表示在足够长时间内，信号x的高电平所占的比例，且存在( )( )( )( )( )( )p ap bp cp dp ep f；使用二输入“或非门”和三输入“与非门”实现上述逻辑函数，并使得电路的动态功耗和延时得到优化，说明理由。（12 分）四、用静态互补逻辑实现二输入的 NOR、XNOR 及二选一 MUX，画出晶体管级电路图。 要求所有逻辑门与反相器有相同的驱动能力。 设反相器

4、宽长比为： NMOS 为 3/2；PMOS 为 6/2。请在晶体管级电路图中给出这些电路 NMOS 与 PMOS 的宽长。（15 分）五、CMOS 反相器如图所示，当输入电压 VIN 从 0V 变化到 VDD，NMOS 与 PMOS管将工作在不同的工作区域（饱和区，线性区、截止区），请回答下列问题：1） 若要让 PMOS 处于截止区，求输入电压 VIN的范围；2） 若要让 NMOS 处于线性区，PMOS 处于饱和区，求输入电压 VIN的范围；3)若要让 NMOS 和 PMOS 都处于饱和区，求输入电压 VIN的范围。（15 分）YVDDOUT IN 宁波大学宁波大学 2015 年攻读博士学位研

5、究生入 学 考 试 试 题年攻读博士学位研究生入 学 考 试 试 题(B 卷卷)(答案必须写在答题纸上)考试科目考试科目:数字集成电路设计基础数字集成电路设计基础科目代码：科目代码：3810适用专业适用专业:微纳信息系统微纳信息系统第 3 页 共 3 页六、 下图为动态边沿触发器结构，时简要说明该结构的优缺点。 图中 T1,T2 为传输门，C1，C2 为寄生电容。（10 分）七、简述 CMOS 集成电路动态功耗的组成以及低功耗设计策略。（10 分）八、下图为一个 D 型锁存器。利用这个锁存器，画出“主从型上边沿 T 触发器”的晶体管级电路图。（8 分）CLKInVDDCLKVDDOut九、试回答下列问题：（1）在 CMOS 工艺中，PMOS 与 NMOS 衬底（阱）通常与什么相接?（2）说明以下半导体工艺的特点与作用：（a）场氧和栅氧（b）硅栅自对准工艺（3）CMOS 中常用的有三种连线：多晶硅，金属 1，N+与 P+扩散层。说明这三种连线特点与用途。（12 分）