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硬體工程師筆試及面試問題

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硬體工程師筆試及面試問題

  篇一:硬體工程師筆試及面試問題

gx類比電路

1.基爾霍夫定理的內容是什麼?(仕蘭微電子)

2.a.基爾霍夫電流定律:在電路的任一節點,流入、流出該節點電流的代數和為零

3.b.基爾霍夫電壓定律:在電路中的任一閉合電路,電壓的代數和為零。

2.平板電容公式(C=εS/4πkd)。

Ε為介質常數, S為平板面積 d為兩平板間距

3.三極體曲線特性。

靜態工作點 直流和交流 飽和失真和截止失真 死區電壓 交越失真

4.描述反饋電路的概念,列舉他們的應用。

反饋,就是在電子系統中,把放大電路中的輸出量(電流或電壓)的一部分或全部,通過一定形式的反饋取樣網路並以一定的方式作用到輸入迴路以影響放大電路輸入量的過程。包含反饋作用的放大電路稱為反饋放大電路。

反饋的型別有:電壓串聯負反饋、電流串聯負反饋、電壓並聯負反饋、電流並聯負反饋。

負反饋對放大器效能有四種影響:a.降低放大倍數 b.提高放大倍數的穩定性,由於外界條件的變化(T℃,Vcc,器件老化等),放大倍數會變化,其相對變化量越小,則穩定性越高。C.減小非線性失真和噪聲 d 改變了放大器的輸入電阻Ri和輸出電阻Ro 。

對輸入電阻ri的影響:串聯負反饋使輸入電阻增加,並聯負反饋使輸入電阻減小。

對輸出電阻ro的影響:電壓負反饋使輸出電阻減小,電流負反饋使輸出電阻增加。

負反饋的應用:電壓並聯負反饋,電流串聯負反饋,電壓串聯負反饋和電流並聯負反饋。

電壓負反饋的特點:電路的輸出電壓趨向於維持恆定。

電流負反饋的特點:電路的輸出電流趨向於維持恆定。

引入負反饋的一般原則為:

a. 為了穩定放大電路的靜態工作點,應引入直流負反饋;為了改善放大電路的動態效能,應引入交流負反饋(在中頻段的極性)。

b. 訊號源內阻較小或要求提高放大電路的輸入電阻時,應引入串聯負反饋;訊號源內阻較大或要求降低輸入電阻時,應引入並聯系反饋。

c. 根據負載對放大電路輸出電量或輸出電阻的要求決定是引入電壓還是電流負反饋。若負載要求提供穩定的訊號電壓或輸出電阻要小,則應引入電壓負反饋;若負載要求提供穩定的訊號電流或輸出電阻要大,則應引入電流負反饋。

d. 在需要進行訊號變換時,應根據四種類型的負反饋放大電路的功能選擇合適的組態。例如,要求實現電流——電壓訊號的轉換時,應在放大電路中引入電壓並聯負反饋等。

5.有源濾波器和無源濾波器的區別

無源濾波器:這種電路主要有無源元件R、L和C組成,但是過渡帶太長,主要用於高頻,電感體積相對較大 相互級聯會有影響

有源濾波器:整合運放和R、C組成,具有不用電感、體積小、重量輕等優點。

整合運放的開環電壓增益和輸入阻抗均很高,輸出電阻小,構成有源濾波電路後還具有一定的電壓放大和緩衝作用。但整合運放頻寬有限,所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。

6.什麼是負載 ?什麼又是帶負載能力?

把電能轉換成其他形式的能的裝置叫做負載。對於不同的負載,電路輸出特性(輸出電壓,輸出電流)幾乎不受影響,不會因為負載的劇烈變化而變,這就是所謂的帶載能力

如射極跟隨器,放在輸出端,加上拉電阻,可以提高驅動能力

7.什麼是輸入電阻和輸出電阻 ?

在獨立源不作用(電壓源短路,電流源開路)的情況下,由埠看入,電路可用一個電阻元件來等效。這個等效電阻稱為該電路的輸入電阻。從放大電路輸出端看進去的等效內阻稱為輸出電阻Ro。

輸入電阻和輸出電阻的求解:

輸入電阻 :輸入電壓與輸入電流的比值

輸出電阻 :2中方法 1、開路電壓與短路電流之比

2、激勵電源短路 加壓法 外接電壓

8. 電壓源、電流源是積體電路中經常用到的模組,請畫出你知道的線路結構,簡單描述 其優缺點。 對於一個理想的電壓源(包括電源),內阻應該為0,或理想電流源的阻抗應當為無窮大。

9.什麼叫差模訊號?什麼叫共模訊號?畫出差分電路結構

兩個大小相等、極性相反的一對訊號稱為差模訊號。差動放大電路輸入差模訊號(uil =-ui2)時,稱為差模

輸入。兩個大小相等、極性相同的一對訊號稱為共模訊號。差動放大電路輸入共模訊號(uil =ui2)時,稱

為共模輸入。在差動放大器中,有用訊號以差模形式輸入,干擾訊號用共模形式輸入,那麼幹擾訊號將被抑制的很小。 共模抑制比:KCMR?

AdAc

下面的恆流源可以用三極體代替 如圖

10.怎樣理解阻抗匹配?

阻抗匹配是指訊號源或者傳輸線跟負載之間的一種合適的搭配方式。阻抗匹配分為低頻和高頻兩種情況討論。

低頻:當負載電阻跟訊號源內阻相等時,負載可獲得最大輸出功率,這就是我們常說的阻抗匹配之一。對於純電阻電路,此結論同樣適用於低頻電路及高頻電路。當交流電路中含有容性或感性阻抗時,結論有所改變,就是需要訊號源與負載阻抗的的實部相等,虛部互為相反數,這叫做共扼匹配。

在高頻電路中,如果傳輸線的特徵阻抗跟負載阻抗不相等(即不匹配)時,在負載端就會產生反射。為了不產生反射,負載阻抗跟傳輸線的特徵阻抗應該相等,這就是傳輸線的阻抗匹配。

11. 偏置:在電路某點給一個參考分量,使電路能適應工作需要。

有直流偏置交流偏置 三極體的交流需要放大時需要提供直流偏置 也就是靜態工作點

消除交越失真其實也是給的直流偏置使其微導通

12. 畫電流偏置的產生電路,並解釋。

偏置電路:以常用的共射放大電路說吧,主流是從發射極到集電極的IC,偏流就是從發射極到基極的IB。相對與主電路而言,為基極提供電流的電路就是所謂的偏置電路。偏置電路往往有若干元件,其中有一重要電阻,往往要調整阻值,以使集電極電流在設計規範內。這要調整的電阻就是偏置電阻。

13. 偏置電阻:在穩態時(無訊號)通過電阻為電路提供或洩放一定的電壓或電流,使電路滿足工作需求,或改善效能。

14. 什麼是電壓放大?什麼是電流放大? 什麼是功率放大?

電壓放大就是隻考慮輸出電壓和輸入電壓的關係。比如說有的訊號電壓低,需要放大後才能被模數轉換電路識別,這時就只需做電壓放大。

電流放大就是隻考慮輸出電流於輸入電流的關係。比如說,對於一個uA級的訊號,就需要放大後才能驅動一些儀器進行識別(如生物電子),就需要做電流放大。

功率放大就是考慮輸出功率和輸入功率的關係。

其實實際上,對於任何以上放大,最後電路中都還是有電壓,電流,功率放大的指標在,叫什麼放大,只是重點突出電路的作用而已。

可以聯絡到場效電晶體和電晶體的區別 場效電晶體是由電壓控制 而晶體三極體是電流控制電流

15. 推輓結構的實質是什麼?

一般是指兩個三極體分別受兩互補訊號的控制,總是在一個三極體導通的時候另一個截止.要實現線與需要用OC(open collector)閘電路 .如果輸出級的有兩個三極體,始終處於一個導通、一個截止的狀態,也就是兩個三級管推輓相連,這樣的電路結構稱為推拉式電路或圖騰柱(Totem-pole)輸出電路]

也是互補對稱電路提高驅動能力

16. RC振盪器的構成和工作原理

由放大器和正反饋網路兩部分構成。反饋電路由三節RC移相網路構成(圖3),每節移相不超過90°,對某一頻率共可移相180°,再加上單管放大電路的反相作用即可構成正反饋,產生振盪。移相振盪器電路簡單,適於輕便型測試裝置和遙控裝置使用,但輸出波形差,頻率難於調整,幅度也不穩定。

17. 電路的諧振

如果外加交流電源的頻率和L-C迴路的固有頻率相同時,迴路中產生的

電流最大,迴路L中的磁場能和C中的電場能恰好自成系統,在電路內

部進行交換,最大限度的從電源吸取能量,而不會有能量返回電源,這

就叫諧振。

18.描述CMOS電路中閂鎖效應產生的過程及最後的結果?

Latch-up 閂鎖效應,又稱寄生PNPN效應或可控矽整流器( SCR, Silicon

Controlled Rectifier )效應。在整體矽的CMOS管下,不同極性攙雜的區

域間都會構成P-N結,而兩個靠近的反方向的P-N結就構成了一個雙極型的晶體三極體。因此CMOS管的下面會構成多個三極體,這些三極體自身就可能構成一個電路。這就是MOS管的寄生三極體效應。如果電

路偶爾中出現了能夠使三極體開通的條件,這個寄生的電路就會極大的影響正常電路的運作,會使原本的

MOS電路承受比正常工作大得多的電流,可能使電路迅速的燒燬。Latch-up狀態下器件在電源與地之間形成短路,造成大電流、EOS(電過載)和器件損壞。

MOS管電壓5V或12N 而TTL是0~3.6V

19. 選擇電阻時要考慮什麼?

考慮電阻的 阻值(最大,最小) 熔點 是否方便安裝 功耗 體積 封裝 精度 價格

20. 電路的諧振

如果外加交流電源的頻率和L-C迴路的固有頻率相同時,迴路中產生的電流最大,迴路L中的磁場能和C中的電場能恰好自成系統,在電路內部進行交換,最大限度的從電源吸取能量,而不會有能量返回電源,這就叫諧振。

19.旁路電容

可將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分洩露掉的電容,稱做“旁路電容”。

耦合 去耦 旁路 濾波

20.戴維南定理:一個含獨立源、線性電阻和受控源的二端電路 ,對其兩個端子來說都可等效為一個理想電壓源串聯內阻的模型。 其理想電壓源的數值為有源二端電路 的兩個端子的開路電壓 ,串聯的內阻為 內部所有獨立源等於零時兩端子間的等效電阻 。

諾頓定理 :

21.無源器件﹕在模擬和數位電路中加以訊號﹐不會改變自已本身的基本特性.如電阻. 電感 電容

有源器件﹕在模擬和數位電路中加以訊號﹐可以改變自已本身的基本特性.如三極體.

22. 旁路電容

可將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分洩露掉的電容,稱做“旁路電容”。

23.場效應和電晶體比較:

a.在環境條件變化大的場合,採用場效電晶體比較合適。

b.場效電晶體常用來做前置放大器,以提高儀器裝置的輸入阻抗,降低噪聲等。

c.場效電晶體放大能力比電晶體低。

d.工藝簡單,佔用芯片面積小,適宜大規模積體電路。在脈衝數字電路中獲得更廣泛的應用。

24.基本放大電路的組成原則:

a.發射結正偏,集電結反偏。

b.輸入迴路的接法應該使輸入訊號儘量不損失地載入到放大器的輸入端。

c.輸出迴路的接法應該使輸出訊號儘可能地傳送到負載上。

空間電荷層也叫耗盡層 與PN接面方向相反 雪崩擊穿 6V 齊納擊穿 4V

PN接面正偏有利用多子擴散,反偏利於少子漂移

25.實現放大的條件

電晶體必須偏置在放大區。發射結正偏,集電結反偏。

正確設定靜態工作點,使整個波形處於放大區。

輸入迴路將變化的電壓轉化成變化的基極電流。

輸出迴路將變化的集電極電流轉化成變化的集電極電壓,經電容濾波只輸出交流訊號。

26.共射,共基和共集放大電路圖

27.靜態:放大電路不加輸入訊號,電路中各處的電壓、電流都是固定不變的直流量,這時電路處於直流工作狀態,簡稱靜態。

直流通路:電容開路,電感短路

交流通路:電容短路,電感開路 訊號源短路,保留其內阻

28.功放要求:

a.輸出功率儘可能大。b.高效率 c.非線形失真小 d.電晶體的散熱和保護

29.甲類功放,乙類互補對稱功放和甲乙類互補對稱功放特點和電路圖。

恆流源的作用

1. 恆流源相當於阻值很大的電阻。

30.頻率補償

所謂頻率補償,就是指提高或降低某一特定頻率的訊號的強度,用來彌補訊號處理過程中產生的該頻率的減弱或增強。常用的有負反饋補償、發射極電容補償、電感補償等。

31.虛短:整合運放的兩個輸入端之間的電壓通常接近於零,若把它理想化,則看做零,但不是短路,故稱“虛短”。

虛斷:整合運放的兩個輸入端幾乎不取用電流,如果把他理想化,則看作電流為零,但不是斷開,故稱“虛斷”

32.基本放大電路種類(電壓放大器,電流放大器,互導放大器和互阻放大器),優缺點,特別是廣泛採用差分結構的原因。

放大電路的作用:放大電路是電子技術中廣泛使用的電路之一,其作用是將微弱的輸入訊號(電壓、電流、功率)不失真地放大到負載所需要的數值。

放大電路種類:(1)電壓放大器:輸入訊號很小,要求獲得不失真的較大的輸出壓,也稱小訊號放大器;

(2)功率放大器:輸入訊號較大,要求放大器輸出足夠的功率,也稱大訊號放大器。

差分電路是具有這樣一種功能的電路。該電路的輸入端是兩個訊號的輸入,這兩個訊號的差值,為電路有效輸入訊號,電路的輸出是對這兩個輸入訊號之差的放大。設想這樣一種情景,如果存在干擾訊號,會對兩個輸入訊號產生相同的干擾,通過二者之差,干擾訊號的有效輸入為零,這就達到了抗共模干擾的目的。

33.鎖相環有哪幾部分組成?

鎖相,顧名思義,就是將相位鎖住,把頻率鎖定在一個固定值上。鎖相環,就是將相位鎖定的迴路。鎖相環由相位檢測器 PD + 分頻器 + 迴路濾波器 + 壓控振盪器 VCO,等組成。

鎖相環的工作原理:

1、壓控振盪器的輸出經過採集並分頻;

2、和基準訊號同時輸入鑑相器;

3、鑑相器通過比較上述兩個訊號的頻率差,然後輸出一個直流脈衝電壓;

4、控制VCO,使它的頻率改變;

5、這樣經過一個很短的時間,VCO 的輸出就會穩定於某一期望值。

鎖相環是一種相位負反饋系統,它利用環路的窄帶跟蹤與同步特性將鑑相器一端VCO的輸出相位與另一端晶振參考的相位保持同步,實現鎖定輸出頻率的功能,同時可以得到和參考源相同的頻率穩定度。一個典型的頻率合成器原理框圖如圖所示。

  篇二:硬體工程師面試題集(含答案,很全)

硬體工程師面試題集

(DSP,嵌入式系統,電子線路,通訊,微電子,半導體)

1、下面是一些基本的數位電路知識問題,請簡要回答之。

(1) 什麼是 Setup和 Hold 時間?

答:Setup/Hold Time 用於測試晶片對輸入訊號和時鐘訊號之間的時間要求。建立時間(Setup Time)(Hold Time) Hold Time 不夠,資料同樣不能被打入觸發器。

(2) 什麼是競爭與冒險現象?怎樣判斷?如何消除?

答:

競爭:在組合邏輯電路中,由於閘電路的輸入訊號經過的通路不盡相同,所產生的延時也就會不同,從而導致到達該門的時間不一致 。 判斷:如果布林式中有相反的訊號則可能產生競爭和冒險現象。 消除:

一是添加布爾式的消去項,

二是在晶片外部加電容。

?(3) 請畫出用 D 觸發器實現 2 倍分頻的邏輯電路