校招基础——CMOS管
1、CMOS/TTL/ECL电路的比较
补充：CMOS和TTL电路的区别是什么？
- 结构：CMOS电路由场效应管，TTL由双极性晶体管构成。
- 电平范围：CMOS逻辑电平范围大（5~15V），TTL只工作在5V以下，因此CMOS噪声容限比TTL大，抗干扰能力强。
- 功耗与速率：CMOS的功耗比TTL小，但工作频率低于TTL。
2、TTL和CMOS逻辑之间能互联吗？
3、硬件电路如何实现线与功能？
线与：将两个门的输出信号并联实现“与”的功能。通常用OD来实现，同时在输出端口加一个上拉电阻。（OC门也可以线与）
注意：不接上拉电阻的话会造成短路烧坏电路。（例如IIC的SCL和SDA）
4、CMOS门为什么不能线与？
5、画出CMOS非们电压电流传输特性？
6、单管传输门和双管传输门的区别？
7、画出非门和受控非门的CMOS电路？
8、画出与非门和受控与非门的CMOS电路
9、用PMOS和NMOS搭出Y=AB+CD的电路？
10、什么是NMOS、PMOS、CMOS？什么是增强型、耗尽型？什么是PNP、NPN？他们有什么差别？（仕兰微面试题目）
NMOS：这种类型的MOS管采用P型衬底，导电沟道是N型。
PMOS：这种类型的MOS管采用N型衬底，导电沟道是P型。
增强型与耗尽型的区别：
（1）原理不同：耗尽型在G端不加电压都存在导电沟道，而增强型只有在开启后，才会出现导电沟道。
（2）控制方法不一样：耗尽型UGS可以用正、零、负电压控制导通，而增强型必须使得UGS>UGS(th)才行，一般的增强型NMOS，都是正电压控制的。
11、描述CMOS电路中闩锁效应产生的过程及最后的结果？
闩锁效应是CMOS工艺所特有的寄生效应，严重会导致电路的失效，甚至烧毁芯片。 闩锁效应是由NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成的n-p-n-p结构产生的，当其中一个三极管正偏时，就会构成正 反馈形成闩锁。避免闩锁的方法就是要减小衬底和N阱的寄生电阻，使寄生的三极管不会处于正偏状态。静电是 一种看不见的破坏力，会对电子元器件产生影响。ESD 和相关的电压瞬变都会引起闩锁效应（latch-up）是半导体器件失效的主要原因之一。如果有一个强电场施加在器件结构中的氧化物薄膜上，则该氧化物薄膜就会因介质击穿而损坏。很细的金属化迹线会由于大电流而损坏，并会由于浪涌电流造成的过热而形成开路。这就是所谓的“闩锁效应”。
在闩锁情况下，器件在电源与地之间形成短路，造成大电流、EOS（电过载）和器件损坏。
12、在CMOS数字设计中，为什么PMOS的尺寸通常高于NMOS的尺寸？
在PMOS中，载流子是空穴，其迁移率小于NMOS中的载流子，电子。这意味着PMOS比NMOS慢。在CMOS技术中，NMOS将输出下拉至地，PMOS将输出上拉至VDD，如果PMOS和NMOS的大小相同，则PMOS需要更长时间才能对输出节点充电。所有这些都是为了输出节点的上升时间和下降时间相等。
13、相同面积的CMOS与非门和或非门哪一个更快？
电子迁移率是空穴的2.5倍，运算就是用这些大大小小的MOS管驱动后一级的负载电容，翻转速度和负载大小的前一级驱动能力相关。为了上升延迟和下降延迟相同，PMOS需要做成NMOS两倍多大小。
载流子的迁移率，对PMOS而言，载流子是空穴，对NMOS而言，载流子是电子。
PMOS采用空穴导电，NMOS采用电子导电，由于PMOS的载流子的迁移率比NMOS的迁移率小，所以同样尺寸条件下，PMOS的充电时间要大于NMOS的充电时间长，在互补CMOS电路中，与非门是PMOS管并联，NMOS管串联，而或非门正好相反，所以同样尺寸条件下，与非门速度快，所以，在互补CMOS电路中，优先选择与非门。
14、为什么一个标准的倒相器中P管的宽长比要比N管的宽长比大?
和载流子有关，P管是空穴导电，N管是电子导电，电子的迁移率大于空穴，同样的电场下，N管的电流大于P管，因此要增大P管的宽长比，使之对称，这样才能使得两者上升时间下降时间相等、高低电平的噪声容限一样、充电放电的时间相等。
15、CMOS反相器电路由（B）器件组成
A、一个NPN管和一个PNP管 B、一个NMOS管和一个PMOS管
C、两个NMOS管 D、一个NMOS管和NPN管
16、画出AB+C的CMOS电路的晶体管级电路图？
这类问题无疑例外都是一样的解法，算式化成非门、与非门、或非门形式即可画出。
（1）算式分析Y=AB+C=((AB)’C’)’；
（2）AB输入与非门；
（3）C输入反相器
（4）（2）（3）结果再输入与非门
画电路图的时候，为了节省时间，可以用简便画法，是不会扣分的，如下所示：
17、CMOS的功耗组成是什么样的？
功耗组成：动态功耗和静态功耗组成；
1、动态功耗：开关功耗和短路功耗；
开关功耗：电路在开关过程中对输出节点的负载电容充放电所消耗的功耗。
短路功耗：电源到地的直流导通电流
2、静态功耗：主要是漏电流引起的功耗
18、画出CMOS的图,画出tow-to-one muxgate.？
Y=SA+S’B 利用与非门和反相器，进行变换后Y=((SA)’*(S’A)’)’，三个与非门，一个反相器。也可以用传输门来实现数据选择器或者是异或门。
19、提高CMOS场效应管频率的方法有哪些？
（1）减小沟道长度；
（2）增大沟道表面的电阻迁移率；
（3）减小栅电容；
20、CMOS反相器的功耗主要包括哪几部分？分别于哪些因素相关？
P_dynamic 是电路翻转产生的动态功耗
P_short是P管和N管同时导通时产生的短路功耗
P_leakage 是由扩散区和衬底之间的反向偏置漏电流引起的静态功耗
（1）静态功耗：CMOS反相器在静态时，P、N管只有一个导通。由于没有Vdd到GND的直流桐庐，所以 CMOS的静态功耗应该等于零。但实际上，由于扩散区和衬底的PN结上存在反向漏电流，所以会产生静态功耗。
（2）短路功耗：CMOS电路在“0”和“1”的转换过程中，P、N管会同时导通，产生一个由Vdd到VSS窄脉冲电流，由此引起功耗
（3）动态功耗：C_L 这个CMOS反相器的输出负载电容，由NMOS和PMOS晶体管的漏扩散电容、连线电容和扇出门的输入电容组成。
21、CMOS管的含义是什么？（哈哈我同学被问到过）
互补金属氧化物半导体型场效应管
