硬件工程师笔试及面试问题.docx

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硬件工程师笔试及面试问题

gx模拟电路

1.基尔霍夫定理的内容是什么？

（仕兰微电子）

2.a.基尔霍夫电流定律：

在电路的任一节点，流入、流出该节点电流的代数和为零

3.b.基尔霍夫电压定律：

在电路中的任一闭合电路，电压的代数和为零。

2.平板电容公式（C=εS/4πkd）。

Ε为介质常数，S为平板面积d为两平板间距

3.三极管曲线特性。

静态工作点直流和交流饱和失真和截止失真死区电压交越失真

4.描述反馈电路的概念，列举他们的应用。

反馈，就是在电子系统中，把放大电路中的输出量（电流或电压）的一部分或全部，通过一定形式的反馈取样网络并以一定的方式作用到输入回路以影响放大电路输入量的过程。

包含反馈作用的放大电路称为反馈放大电路。

反馈的类型有：

电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。

负反馈对放大器性能有四种影响：

a.降低放大倍数b.提高放大倍数的稳定性,由于外界条件的变化（T℃，Vcc，器件老化等），放大倍数会变化，其相对变化量越小，则稳定性越高。

C.减小非线性失真和噪声d改变了放大器的输入电阻Ri和输出电阻Ro。

对输入电阻ri的影响：

串联负反馈使输入电阻增加，并联负反馈使输入电阻减小。

对输出电阻ro的影响：

电压负反馈使输出电阻减小，电流负反馈使输出电阻增加。

负反馈的应用：

电压并联负反馈，电流串联负反馈，电压串联负反馈和电流并联负反馈。

电压负反馈的特点：

电路的输出电压趋向于维持恒定。

电流负反馈的特点：

电路的输出电流趋向于维持恒定。

引入负反馈的一般原则为：

a.为了稳定放大电路的静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善放大电路的动态性能，应引入交流负反馈（在中频段的极性）。

b.信号源内阻较小或要求提高放大电路的输入电阻时，应引入串联负反馈；信号源内阻较大或要求降低输入电阻时，应引入并联系反馈。

c.根据负载对放大电路输出电量或输出电阻的要求决定是引入电压还是电流负反馈。

若负载要求提供稳定的信号电压或输出电阻要小，则应引入电压负反馈；若负载要求提供稳定的信号电流或输出电阻要大，则应引入电流负反馈。

d.在需要进行信号变换时，应根据四种类型的负反馈放大电路的功能选择合适的组态。

例如，要求实现电流——电压信号的转换时，应在放大电路中引入电压并联负反馈等。

5.有源滤波器和无源滤波器的区别

无源滤波器：

这种电路主要有无源元件R、L和C组成，但是过渡带太长，主要用于高频，电感体积相对较大相互级联会有影响

有源滤波器：

集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。

集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。

但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。

6.什么是负载?

什么又是带负载能力?

把电能转换成其他形式的能的装置叫做负载。

对于不同的负载，电路输出特性（输出电压，输出电流）几乎不受影响，不会因为负载的剧烈变化而变，这就是所谓的带载能力

如射极跟随器，放在输出端，加上拉电阻，可以提高驱动能力

7.什么是输入电阻和输出电阻?

在独立源不作用（电压源短路，电流源开路）的情况下，由端口看入，电路可用一个电阻元件来等效。

这个等效电阻称为该电路的输入电阻。

从放大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻Ro。

输入电阻和输出电阻的求解：

输入电阻：

输入电压与输入电流的比值

输出电阻：

2中方法1、开路电压与短路电流之比

2、激励电源短路加压法外接电压

8.电压源、电流源是集成电路中经常用到的模块，请画出你知道的线路结构，简单描述其优缺点。

对于一个理想的电压源（包括电源），内阻应该为0，或理想电流源的阻抗应当为无穷大。

9.什么叫差模信号？

什么叫共模信号？

画出差分电路结构

两个大小相等、极性相反的一对信号称为差模信号。

差动放大电路输入差模信号（uil=-ui2）时，称为差模输入。

两个大小相等、极性相同的一对信号称为共模信号。

差动放大电路输入共模信号（uil=ui2）时，称为共模输入。

在差动放大器中，有用信号以差模形式输入，干扰信号用共模形式输入，那么干扰信号将被抑制的很小。

共模抑制比：

下面的恒流源可以用三极管代替如图

10.怎样理解阻抗匹配？

阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。

阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。

低频：

当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。

对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。

当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共扼匹配。

在高频电路中，如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等（即不匹配）时，在负载端就会产生反射。

为了不产生反射，负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等，这就是传输线的阻抗匹配。

11.偏置：

在电路某点给一个参考分量，使电路能适应工作需要。

有直流偏置交流偏置三极管的交流需要放大时需要提供直流偏置也就是静态工作点

消除交越失真其实也是给的直流偏置使其微导通

12.画电流偏置的产生电路，并解释。

偏置电路:

以常用的共射放大电路说吧，主流是从发射极到集电极的IC，偏流就是从发射极到基极的IB。

相对与主电路而言，为基极提供电流的电路就是所谓的偏置电路。

偏置电路往往有若干元件，其中有一重要电阻，往往要调整阻值，以使集电极电流在设计规范内。

这要调整的电阻就是偏置电阻。

13.偏置电阻：

在稳态时（无信号）通过电阻为电路提供或泄放一定的电压或电流，使电路满足工作需求，或改善性能。

14.什么是电压放大?

什么是电流放大?

什么是功率放大?

电压放大就是只考虑输出电压和输入电压的关系。

比如说有的信号电压低，需要放大后才能被模数转换电路识别，这时就只需做电压放大。

电流放大就是只考虑输出电流于输入电流的关系。

比如说，对于一个uA级的信号，就需要放大后才能驱动一些仪器进行识别（如生物电子），就需要做电流放大。

功率放大就是考虑输出功率和输入功率的关系。

其实实际上，对于任何以上放大，最后电路中都还是有电压，电流，功率放大的指标在，叫什么放大，只是重点突出电路的作用而已。

可以联系到场效应管和晶体管的区别场效应管是由电压控制而晶体三极管是电流控制电流

15.推挽结构的实质是什么?

一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.要实现线与需要用OC（opencollector）门电路.如果输出级的有两个三极管，始终处于一个导通、一个截止的状态，也就是两个三级管推挽相连，这样的电路结构称为推拉式电路或图腾柱（Totem-pole）输出电路]

也是互补对称电路提高驱动能力

16.RC振荡器的构成和工作原理

由放大器和正反馈网络两部分构成。

反馈电路由三节RC移相网络构成（图3），每节移相不超过90°，对某一频率共可移相180°，再加上单管放大电路的反相作用即可构成正反馈，产生振荡。

移相振荡器电路简单，适于轻便型测试设备和遥控设备使用，但输出波形差，频率难于调整，幅度也不稳定。

17.电路的谐振

如果外加交流电源的频率和L-C回路的固有频率相同时，回路中产生的电流最大，回路L中的磁场能和C中的电场能恰好自成系统，在电路内部进行交换，最大限度的从电源吸取能量，而不会有能量返回电源，这就叫谐振。

18.描述CMOS电路中闩锁效应产生的过程及最后的结果？

Latch-up闩锁效应，又称寄生PNPN效应或可控硅整流器（SCR,SiliconControlledRectifier）效应。

在整体硅的CMOS管下，不同极性搀杂的区域间都会构成P-N结，而两个靠近的反方向的P-N结就构成了一个双极型的晶体三极管。

因此CMOS管的下面会构成多个三极管，这些三极管自身就可能构成一个电路。

这就是MOS管的寄生三极管效应。

如果电路偶尔中出现了能够使三极管开通的条件，这个寄生的电路就会极大的影响正常电路的运作，会使原本的MOS电路承受比正常工作大得多的电流，可能使电路迅速的烧毁。

Latch-up状态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。

MOS管电压5V或12N而TTL是0~3.6V

19.选择电阻时要考虑什么？

考虑电阻的阻值（最大，最小）熔点是否方便安装功耗体积封装精度价格

20.电路的谐振

如果外加交流电源的频率和L-C回路的固有频率相同时，回路中产生的电流最大，回路L中的磁场能和C中的电场能恰好自成系统，在电路内部进行交换，最大限度的从电源吸取能量，而不会有能量返回电源，这就叫谐振。

19.旁路电容

可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分泄露掉的电容，称做“旁路电容”。

耦合去耦旁路滤波

20.戴维南定理：

一个含独立源、线性电阻和受控源的二端电路 ，对其两个端子来说都可等效为一个理想电压源串联内阻的模型。

 其理想电压源的数值为有源二端电路 的两个端子的开路电压 ，串联的内阻为 内部所有独立源等于零时两端子间的等效电阻 。

诺顿定理：

21.无源器件﹕在模拟和数字电路中加以信号﹐不会改变自已本身的基本特性.如电阻.电感电容

有源器件﹕在模拟和数字电路中加以信号﹐可以改变自已本身的基本特性.如三极管.

22.旁路电容

可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分泄露掉的电容，称做“旁路电容”。

23.场效应和晶体管比较：

a.在环境条件变化大的场合，采用场效应管比较合适。

b.场效应管常用来做前置放大器，以提高仪器设备的输入阻抗，降低噪声等。

c.场效应管放大能力比晶体管低。

d.工艺简单，占用芯片面积小，适宜大规模集成电路。

在脉冲数字电路中获得更广泛的应用。

24.基本放大电路的组成原则：

a.发射结正偏，集电结反偏。

b.输入回路的接法应该使输入信号尽量不损失地加载到放大器的输入端。

c.输出回路的接法应该使输出信号尽可能地传送到负载上。

空间电荷层也叫耗尽层与PN结方向相反雪崩击穿6V齐纳击穿4V

PN结正偏有利用多子扩散，反偏利于少子漂移

25.实现放大的条件

晶体管必须偏置在放大区。

发射结正偏，集电结反偏。

正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。

输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。

输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。

26.共射，共基和共集放大电路图

27.静态：

放大电路不加输入信号，电路中各处的电压、电流都是固定不变的直流量，这时电路处于直流工作状态，简称静态。

直流通路：

电容开路，电感短路

交流通路：

电容短路，电感开路信号源短路，保留其内阻

28.功放要求：

a.输出功率尽可能大。

b.高效率c.非线形失真小d.晶体管的散热和保护

29.甲类功放，乙类互补对称功放和甲乙类互补对称功放特点和电路图。

恒流源的作用

1.恒流源相当于阻值很大的电阻。

30.频率补偿

所谓频率补偿，就是指提高或降低某一特定频率的信号的强度，用来弥补信号处理过程中产生的该频率的减弱或增强。

常用的有负反馈补偿、发射极电容补偿、电感补偿等。

31.虚短：

集成运放的两个输入端之间的电压通常接近于零，若把它理想化，则看做零，但不是短路，故称“虚短”。

虚断：

集成运放的两个输入端几乎不取用电流，如果把他理想化，则看作电流为零，但不是断开，故称“虚断”

32.基本放大电路种类（电压放大器，电流放大器，互导放大器和互阻放大器），优缺点，特别是广泛采用差分结构的原因。

放大电路的作用：

放大电路是电子技术中广泛使用的电路之一，其作用是将微弱的输入信号（电压、电流、功率）不失真地放大到负载所需要的数值。

放大电路种类：

（1）电压放大器：

输入信号很小，要求获得不失真的较大的输出压，也称小信号放大器；

（2）功率放大器：

输入信号较大，要求放大器输出足够的功率，也称大信号放大器。

差分电路是具有这样一种功能的电路。

该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。

设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。

33.锁相环有哪几部分组成？

锁相，顾名思义，就是将相位锁住，把频率锁定在一个固定值上。

锁相环，就是将相位锁定的回路。

锁相环由相位检测器PD+分频器+回路滤波器+压控振荡器VCO，等组成。

锁相环的工作原理：

1、压控振荡器的输出经过采集并分频；

2、和基准信号同时输入鉴相器；

3、鉴相器通过比较上述两个信号的频率差，然后输出一个直流脉冲电压；

4、控制VCO，使它的频率改变；

5、这样经过一个很短的时间，VCO的输出就会稳定于某一期望值。

锁相环是一种相位负反馈系统，它利用环路的窄带跟踪与同步特性将鉴相器一端VCO的输出相位与另一端晶振参考的相位保持同步，实现锁定输出频率的功能，同时可以得到和参考源相同的频率稳定度。

一个典型的频率合成器原理框图如图所示。

设晶振的输出频率为fr，VCO输出频率为fo，则它们满足公式：

34.什么是零点漂移？

怎样抑制零点漂移？

零点漂移，就是指放大电路的输入端短路时，输出端还有缓慢变化的电压产生，即输出电压偏离原来的起始点而上下漂动。

抑制零点漂移的方法一般有：

采用恒温措施；补偿法（采用热敏元件来抵消放大管的变化或采用特性相同的放大管构成差分放大电路）；采用直流负反馈稳定静态工作点；在各级之间采用阻容耦合或者采用特殊设计的调制解调式直流放大器等。

35.给出一个差分运放，如何相位补偿，并画补偿后的波特图

一般对于两级或者多级的运放才需要补偿。

一般采用密勒补偿。

例如两级的全差分运放和两级的双端输入单端输出的运放，都可以采用密勒补偿，在第二级（输出级）进行补偿。

区别在于：

对于全差分运放，两个输出级都要进行补偿，而对于单端输出的两级运放，只要一个密勒补偿。

36.频率响应，如：

怎么才算是稳定的，如何改变频率响应曲线的几个方法

频率响应通常亦称频率特性，频率响应或频率特性是衡量放大电路对不同频率输入信号适应能力的一项技术指标。

实质上，频率响应就是指放大器的增益与频率的关系。

通常讲一个好的放大器，不但要有足够的放大倍数，而且要有良好的保真性能，即：

放大器的非线性失真要小，放大器的频率响应要好。

“好”：

指放大器对不同频率的信号要有同等的放大。

之所以放大器具有频率响应问题，原因有二：

一是实际放大的信号频率不是单一的；；二是放大器具有电抗元件和电抗因素。

由于放大电路中存在电抗元件（如管子的极间电容，电路的负载电容、分布电容、耦合电容、射极旁路电容等），使得放大器可能对不同频率信号分量的放大倍数和相移不同。

如放大电路对不同频率信号的幅值放大不同，就会引起幅度失真；　　如放大电路对不同频率信号产生的相移不同就会引起相位失真。

幅度失真和相位失真总称为频率失真，由于此失真是由电路的线性电抗元件（电阻、电容、电感等）引起的，故不称为线性失真。

为实现信号不失真放大所以要需研究放大器的频率响应。

37.画出由运放构成加法、减法、微分、积分运算的电路原理图。

并画出一个晶体管级的运放电路。

38.SRAM：

静态RAM；DRAM：

动态RAM；SSRAM：

SynchronousStaticRandomAccessMemory同步静态随机访问存储器。

它的一种类型的SRAM。

SSRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。

地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。

这一点与异步SRAM不同，异步SRAM的访问独立于时钟，数据输入和输出都由地址的变化控制。

SDRAM：

SynchronousDRAM同步动态随机存储器

n名词IRQ,BIOS,USB,VHDL,SDRSDR:

SingleDataRate

IRQ:

InterruptReQuestBIOS:

BasicInputOutputSystem

USB:

UniversalSerialBusVHDL:

VHICHardwareDescriptionLanguage

39.压控振荡器的英文缩写（VCO）。

名词解释，比如PCI、ECC、DDR、interrupt、pipelineIRQ,BIOS,USB,VHDL,VLSIVCO（压控振荡器）RAM（动态随机存储器），FIRIIRDFT（离散傅立叶变换）或者是中文的，比如：

a.量化误差b.直方图c.白平衡

40.LC正弦波振荡器有哪几种三点式振荡电路，分别画出其原理图。

电感三点式振荡器和电容三点式振荡器。

41.什么是三态与非门（TSL）?

答：

三态与非门有三种状态：

（1）门导通，输出低电平。

（2）门截止，输出高电平。

（3）禁止状态或称高阻状态、悬浮状态，此为第三态。

三态门的一个重要用途，就是可向同一条导线（或称总线Y）上轮流传送几组不同的数据或控制信号，如图2-17所示。

当E1、E2、E3轮流接低电平时，Al、Bl、A2、B2、A3、B3三组数据轮流按与非关系传送到总线Y上；而当各门控制端E1、E2、E3为高电平时，门为禁止状态，相当于与总线Y断开，数据A、B不被传送。

42.场效应管是电流、还是电压控制器件？

电压控制器件

43.晶体管工作在放大区，发射结、集电结怎么偏置的

发射结集电结

放大区正偏反偏

饱和区正偏正偏

截至区反偏反偏

44.差分放大电路的功能：

放大两个输入信号之差

45.在CMOS电路中，要有一个单管作为开关管精确传递模拟低电平，这个单管你会用P管还是N管，为什么？

46.什么叫做OTP片、掩膜片，两者的区别何在？

（仕兰微面试题目）

OTPmeansonetimeprogram，一次性编程

MTPmeansmultitimeprogram，多次性编程

OTP（OneTimeProgram）是MCU的一种存储器类型

MCU按其存储器类型可分为MASK（掩模）ROM、OTP（一次性可编程）ROM、FLASHROM等类型。

MASKROM的MCU价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；

FALSHROM的MCU程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途；

OTPROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。

47.什么是集电极开路与非门（OC门）?

答：

OC门和普通的TTL与非门所不同的是，它用一个外接电阻RL来代替由VT3、VT4组成的有源负载，实现与非门逻辑功能，OC门逻辑功能灵活，应用广泛。

48.什么是TTL集成电路?

答：

TTL集成电路是一种单片集成电路。

在这种集成电路中，一个逻辑电路的所有元器件和连线都制作在同一块半导体基片上。

由于这种数字集成电路的输人端和输出端的电路结构形式采用了晶体管，所以一般称为晶体管一晶体管（Transistor-tranSiS-torLogic）逻辑电路，简称TTL电路。

49.射极跟随器

射极跟随器（又称射极输出器，简称射随器或跟随器）是一种共集接法的电路，它从基极输入信号，从射极输出信号。

它具有高输入阻抗、低输出阻抗、输入信号与输出信号相位相同的特点。

50.戴维南定理：

一个含独立源、线性电阻和受控源的二端电路 ，对其两个端子来说都可等效为一个理想电压源串联内阻的模型。

 其理想电压源的数值为有源二端电路 的两个端子的开路电压 ，串联的内阻为 内部所有独立源等于零时两端子间的等效电阻 。

51．窄沟道效应：

由于边缘场的影响，沟道区耗尽层在沟道宽度两侧向场区有一定的扩张。

当沟道宽度较大时，耗尽层向两侧的扩展部分可以忽略；但是沟道变窄时，边缘场造成的耗尽层扩展变得不可忽略，这样，耗尽层电荷量比原来计算的要大，这就产生了窄沟道效应

52.MOS电路的特点：

优点1.工艺简单，集成度高。

2.是电压控制元件，静态功耗小。

3.允许电源电压范围宽（318V）。

4.扇出系数大，抗噪声容限大。

缺点：

工作速度比TTL低。

53．给出一个简单电路，让你分析输出电压的特性（就是个积分电路），并求输出端某点的rise/fall时间。

54.电阻R和电容C串联，输入电压为R和C之间的电压，输出电压分别为C上电压和R上电压，要求制这两种电路输入电压的频谱，判断这两种电路何为高通滤波器，何为低通滤波器。

当RC<

55.设计一个线形电源。

要求：

输入220V市电，输出12V的直流电压，输出功率和效率不做要求，电路越简单越好。

56．半导体工艺中，掺杂有哪几种方式？

（仕兰微面试题目）

根据掺入的杂质不同，杂质半导体可以分为N型和P型两大类。

N型半导体中掺入的杂质为磷等五价元素，磷原子在取代原晶体结构中的原子并构成共价键时，多余的第五个价电子很容易摆脱磷原子核的束缚而成为自由电子，于是半导体中的自由电子数目大量增加，自由电子成为多数载流子，空穴则成为少数载流子。

P型半导体中掺入的杂质为硼或其他三价元素，硼原子在取代原晶体结构中的原子并构成共价键时，将因缺少一个价电子而形成一个空穴，于是半导体中的空穴数目大量增加，空穴成为多数载流子，而自由电子则成为少数载流子。

数字电路

1.组合逻辑：

输出只是当前输入逻辑电平的函数（有延时），与电路的原始状态无关的逻辑电路。

（无记忆）由与、或、非门组成的网络，常见的有多路器，数据通路开关，加法器，乘法器等。

时序逻辑：

输出不只是当前输入逻辑电平的函数，还与电路目前所处的状态有关的逻辑电路。

（有记忆）由多个触发器和多个组合逻辑块组成的网络，常见的有计数器，运算控制逻辑，指令分析和操作控制逻辑。

2.流水线设计：

把规模较大，层次较多的组合逻辑分为几个级，在每一级插入寄存器组并暂寸中间数据。

在性能上的提高是以消耗较多的寄存器资源为代价的。

3.同步时序逻辑：

表示状态的寄存器组的值只可能在唯一确定的触发条件发生时改变，只能有时钟的正跳沿或负跳沿出发的状态机就是一例。

异步时序逻辑：

触发条件有多个控制因素组成，任何一个因素的跳变都可以引起触发。

同步电路和异步电路的区别是什么？

同步电路：

存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源，因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。

异步电路：

电路没有统一的时钟，有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连，这有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步，而其他的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。

4．什么是Setup和Holdup时间？

（汉王笔试）

建立时间（ｔｓｕ）是指在触发器的时钟上升沿到来以前，数据稳定不变的时间。

如果建立时间不够，数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器；保持时间（ｔｈ）是指在触发器的时钟上升沿到来以后，数据稳定不变的时间。

如果保持时间不够，数据同样不能被打入触发器。

数据稳定传输必须满足建立时间和保持时间的要求，否则电路就会出现逻辑错误。

在同步电路设计中一般采用D触发器，异步电路设计中一般采用Latch

5.模数转换器（ADC）

模数转换指的是将输入的模拟量转换为数字量输出，实现这种转换功能的电路称为模数转换器，简称ADC（AnalogDigitalConverter）。

ADC按工作原理的不同可分为直接ADC和间接ADC。

直接ADC有并联比较型和逐次渐进型