寧波大學2020年博士研究生招生考試初試試題(A科目代碼：3810總分值：100科目名稱：數字集成電路設計基礎一、設計滿足下列要求的電路圖，要求使用的MOS管最少。（151．用靜態互補CMOS電路實現邏輯關系CDABD用動態電路級聯實現邏輯功能ABC二、分析如圖所示CMOS電路的工作過程和功能，并畫出CP1、CP、CP2、CP和CP3時序圖。假設Q的初始值為0，畫出Q的波形。(15三、求如圖所示的CMOS反相器在理想階躍輸入情況下的上升和下降時間。設TPTN分別為PMOS和NMOS的閾值電壓，分別表示PMOS和NMOS的器件跨導。(如圖所示是一個CMOS版圖，采用0.25um雙阱CMOS工藝，NMOS1）畫出晶體管級電路圖；2）請標出各部分名稱：阱（P-Well）；N阱（N-Well）；金屬線（）；多晶硅（Poly）、N+擴散層寧波大學2020年博士研究生招生考試初試試題(A科目代碼：3810總分值：100科目名稱：數字集成電路設計基礎(N-)、P+擴散層(P-)、各類通孔(Vias)；標明版圖尺寸（MOS管使用指定尺寸，其它版圖使用最小尺寸）。
型擴散層（n-）的方塊電阻=2Ω/，N型擴散層底部電容（e）,bot型擴散層側壁電容（）,side為0.3fF/um，λ=0.25um。計算圖示所示的漏極寄生電阻與寄生電容。（20多晶硅六、推導CMOS反相器的充放電功耗、靜態功耗、短路功耗公式。（20寧波大學2019年博士研究生招生考試初試試題(B科目代碼：3810總分值：100科目名稱：數字集成電路設計基礎一、簡答題（共301、畫出雙阱CMOS電路工藝流程簡化圖。（52、給出至少三種低功耗CMOS集成電路的設計方法。（55、簡述CMOS反相器噪聲容限的定義。（56、指出互補CMOS電路存在的兩個問題，并說明其原因。（51、設計一個通用0.工藝反相器，PMOS對NMOS的比為3.4，其中NMOS的最小尺寸(W=0.375um，L=0.25um，W/L=1.5)，VM=1.25處的增益g=-27.5，電源電壓為2.5V。計算該反相器的噪聲容限。（152、利用互補CMOS邏輯設計功能為上拉網絡PDN電路。
（154、試畫出題4圖版圖的電路原理圖。（15寧波大學2019年博士研究生招生考試初試試題(B科目代碼：3810總分值：100科目名稱：數字集成電路設計基礎5、有一容量為256K4位的RAM，試問：（共10（1）該RAM有多少個基本存儲單元？（3（2）該RAM每次訪問幾個基本存儲單元？（3（3）該RAM有多少根地址線？（4寧波大學2015年攻讀博士學位研究生(答案必須寫在答題紙上)考試科目:數字集成電路設計基礎科目代碼：3810適用專業:微納信息系統一、NMOS管版圖如下圖所示，采用0.工藝，溝道長度為2λ，溝道寬度取3λ，請在圖中標出版圖尺寸，并說出名稱。(8二、采用0.工藝數字集成電路教程答案，設N型擴散層（n-）的方塊電阻=2.5Ω/，型擴散層底部電容（e）,bot為0.8fF/um型擴散層側壁電容（）,side為0.4fF/um。計算下圖漏極的寄生電阻與寄生電容。（10多晶硅寧波大學2015年攻讀博士學位研究生(答案必須寫在答題紙上)考試科目:數字集成電路設計基礎科目代碼：3810適用專業:微納信息系統表示信號x在單位時間內翻轉的次數，且有表示在足夠長時間內，信號x的高電平所占的比例，且存在；使用二輸入“或非門”和三輸入“與非門”實現上述邏輯函數，并使得電路的動態功耗和延時得到優化，說明理由。
（12四、用靜態互補邏輯實現二輸入的NOR、XNOR及二選一MUX，畫出晶體管級電路圖。要求所有邏輯門與反相器有相同的驅動能力。設反相器寬長比為：NMOS6λ/2λ。請在晶體管級電路圖中給出這些電路NMOS與PMOS五、CMOS反相器如圖所示，當輸入電壓VIN從0V變化到VDD，NMOS與PMOS管將工作在不同的工作區域（飽和區，線性區、截止區），請回答下列問題：若要讓PMOS處于截止區，求輸入電壓VIN的范圍；若要讓NMOS處于線性區，PMOS處于飽和區，求輸入電壓VIN的范圍；若要讓NMOS和PMOS都處于飽和區，求輸入電壓VIN的范圍。（寧波大學2015年攻讀博士學位研究生(答案必須寫在答題紙上)考試科目:數字集成電路設計基礎科目代碼：3810適用專業:微納信息系統六、下圖為動態邊沿觸發器結構，時簡要說明該結構的優缺點。圖中T1,T2為傳輸門，C1，C2為寄生電容。（10七、簡述CMOS集成電路動態功耗的組成以及低功耗設計策略。（10八、下圖為一個D型鎖存器。利用這個鎖存器，畫出“主從型上邊沿T觸發器”的晶體管級電路圖。（九、試回答下列問題：（1）在CMOS工藝中，PMOS與NMOS襯底（阱）通常與什么相接?（2）說明以下半導體工藝的特點與作用：（b）硅柵自對準工藝（3）CMOS中常用的有三種連線：多晶硅，金屬1，N+與P+擴散層。
說明這三種連線特點與用途。（12寧波大學2016年攻讀博士學位研究生(答案必須寫在答題紙上)考試科目:數字集成電路設計基礎科目代碼：3810適用專業:微納信息系統CMOS反相器級聯時的電路圖如圖1（a）所示,是互連線電容。為研究第一級反相器的特性，可把第二級反相器的輸入電容等效為負載電容C的一部分，如圖1(b)所示。MOS的電容如圖1（c）所示。請推導C寧波大學2016年攻讀博士學位研究生(答案必須寫在答題紙上)考試科目:數字集成電路設計基礎科目代碼：3810適用專業:微納信息系統采用0.工藝，型擴散層（n-）的方塊電阻=2.5Ω/，N散層底部電容（e）,bot為0.8fF/um型擴散層側壁電容（）,side為0.4fF/um。計算圖2漏極的寄生電阻與寄生電容。（83．用延時模型估計一個單位反相器驅動m個完全相同的單位反相器時的延時pd。其中延時模型為pd為輸入到節點i的等效電阻，為節點i的電容。并假定NMOS管的單位柵極電容為1C，單位尺寸的反相器電阻為R。
(8分析圖3電路的功能，簡要說明該電路的使用場合。(10 5．分析如下圖4電路的工作特點并指出是什么電路。(10 寧波大學2016年攻讀博士學位研究生 (答案必須寫在答題紙上)考試科目: 數字集成電路設計基礎 科目代碼： 3810 適用專業: 微納信息系統 的晶體管級電路圖（請分別用差分級聯開關邏輯 型多米諾邏輯（N- Logic ）實現）。（6 7．用傳輸管邏輯、CPL邏輯實現下列功能的晶體管級電路圖 （12 1）二輸入的NAND2）二輸入的XOR 3）二選一MUX 簡述CMOS集成電路功耗的組成以及低功耗設計策略。(10 NMOS管版圖如下圖5 所示，采用0.25um CMOS 工藝，溝道長度為2λ，溝道寬度取3λ，請 在圖中標出版圖尺寸，并說出名稱。(8 10.試回答下列問題：（1）在CMOS 版面設計規則中，多晶硅線能否與金屬線相交？若多晶硅與 擴散區交叉，則會產生什么器件。（2）MOS管有三種主要漏電流，試分別說明: 在65nm 以下 工藝，哪二種漏電流起主要作用?（10 寧波大學2016年攻讀博士學位研究生 (答案必須寫在答題紙上)考試科目: 數字集成電路設計基礎 科目代碼： 3810 適用專業: 微納信息系統 11.靜態互補二輸入與非門如圖6 所示，使用0.25um CMOS 工藝數字集成電路教程答案，溝道長度取最小尺寸（即L kp（kn 是nMOS 的工藝跨導，kp 是pMOS 的工藝跨導），V TN TP（nMOS 與pMOS 的閾值電壓相同），若靜態互補二輸入與非門滿足最佳延時優化條件，則MOS 寧波大學2017年博士研究生招生考試初試試題(B 3810科目名稱： 數字集成電路設計基礎 一個從0V到1.2V 的跳變施加在圖1 所示的RC 電路上。
計算電容器上的電壓達到如下值 所需要的時間：（a）達到0.6V，（b）達到1.2V，（c）從1.2V 的10%上升到90%。(10 一階RC網絡 為某邏輯門的版圖，且NMOS管的溝道長度為2λ，溝道寬度為3λ，寫出VOUT 的邏輯 表達式，并在圖中標識出NMOS 溝道長度與溝道寬度的尺寸。(10 寧波大學2017年博士研究生招生考試初試試題(B 3810科目名稱： 數字集成電路設計基礎 所示MOS管結構圖上，標出MOS 管可能的寄生電容，并列出各個寄生電容名稱。 (10 MOS管結構 計算圖4所示電路的 延時，其中Cint 與Cfan 分別表示驅動器的本征電容和扇出門的 輸入電容，rw, cw, 的nMOS晶體管網絡。(10 寧波大學2017年博士研究生招生考試初試試題(B 3810科目名稱： 數字集成電路設計基礎 所示電路中，已知CMOS 集成施密特觸發器的電源 VDD=15V, VT+=10V，VT-=5V, R=100KΩ, C=10μF。試畫出uc 和u0 的波形，并求出u0 的頻率以及占空比。(10 用傳輸管邏輯、CPL邏輯實現下列功能的晶體管級電路。(10 試分析圖6所示的SRAM電路功能，并根據位線wl 的波形，畫出信號q 與信號q 的波形。
(10 SRAM電路寧波大學2017 年博士研究生招生考試初試試題(B 3810科目名稱： 數字集成電路設計基礎 10. 試回答下列問題：(10 在CMOS版圖規則中，多晶硅線能否與金屬線相交？若多晶硅與P 擴散區交叉，會產生 什么器件； MOS管由三種漏電流，試說明在45nm工藝下，哪兩種漏電流起主要作用？ 寧波大學2018 年博士研究生招生考試初試試題(A (答案必須寫在考點提供的答題紙上)科目代碼: 3810 科目名稱： 數字集成電路設計基礎 采用0. 工藝，λ=0.25um。設金屬1 的方塊電阻=0.1Ω/，金屬1 與襯底之 間平板電容（- plate ）, plate 為0.06fF/um 金屬1與襯底之 間邊緣電容（- ）C , 為0.08fF/um。計算下圖金 10λ10λ 圖1.金屬線 為某邏輯門的版圖，其中IN1、IN2、IN3與IN4 分別為邏輯門的輸入，NMOS 管的溝道 長度為2λ，溝道寬度為3λ，寫出OUT 的邏輯表達式，并在圖中標識出NMOS 溝道長度與溝 道寬度的尺寸。
(10 IN1 IN2 IN3 IN4 OUT 邏輯門版圖寧波大學2018 年博士研究生招生考試初試試題(A (答案必須寫在考點提供的答題紙上)科目代碼: 3810 科目名稱： 數字集成電路設計基礎 所示MOS管結構圖上，標出MOS 管可能的寄生電容，并列出各個寄生電容名稱。 (10 MOS管結構 采用集總式延時模型，估算圖4所示的RC 樹形網絡中節點3 與節點5 的 延時。 (10 RC樹形網絡 寧波大學2018 年博士研究生招生考試初試試題(A (答案必須寫在考點提供的答題紙上)科目代碼: 3810 科目名稱： 數字集成電路設計基礎 5.說明如圖5所示的靜態CMOS 反相器的總功耗由哪幾部分組成，并列出每一項功耗的具體表 達式。(10 VDD 靜態CMOS反相器 分析圖6所示的電路，在不同時鐘CLK 輸入下Q0、Q1、Q2 與Q3 的輸出狀態，并將狀態量 填入表1。假設各個D 觸發器的初始輸出狀態皆為Q=0。(10 圖6.D觸發器構成的時序邏輯電路 表1.電路輸出狀態表 CLK 輸入D1Q0 Q1 Q2 Q3 寧波大學2018年博士研究生招生考試初試試題(A (答案必須寫在考點提供的答題紙上)科目代碼: 3810 科目名稱： 數字集成電路設計基礎 試用差分串聯電壓開關邏輯（DCVSL）與互補傳輸管邏輯（CPL）實現二輸入的XOR/NXOR 所示電路中，已知CMOS集成施密特觸發器的電源電壓VDD=15V, VT+=10V，VT-=5V, R=100KΩ, C=10μF。
試畫出uc 和u0 的波形，并求出u0 的頻率以及占空比。(10 敘述圖8所示的單管動態CMOS 存儲單元讀與寫的工作原理與工作過程。(8 C1C2 單管動態CMOS存儲單元 10. 試回答下列問題：（1）在標準CMOS 工藝中，NMOS 襯底（阱）通常與電路中最低電位相接， 若NMOS 襯底（阱）與最高電位相接，會產生什么害處? 分）（2）MOS管有三種主要漏電 分）（3）試分別說明:在65nm 以下工藝，哪兩種漏電流起主要作用?（4