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微电子技术前沿复习提纲2011.121. 请给出下列英文缩写的英文全文，并译出中文：CPLD、FPGA、GAL、LUT、IP、SoC。 CPLD:Complex Programmable Logic Device(复杂可编程逻辑器件) FPGA:Field Programmable Gate Array(现场可编程门阵列) GAL:Generic Array Logic(通用阵列逻辑） LUT:Look Up Table(查找表) IP:Intellectual Property(知识产权) SoC:System on Chip(片上系统)2. 试述AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理; 试说明为什么AGC BJT的工作频率范围受限。当输入增加时，输出也增加，我们只要衰减增益，使放大系数降低，就达到了稳定输出的目的。AGC要求基区扩展，而f反比于基区宽度的平方。3. 为什么双栅MOSFET具有良好的超高频(UHF)特性？在双栅MOSFET中G2屏蔽了G1/D之间的耦合，大幅减小了密勒效应，从而有良好的超高频特性。4. 为什么硅栅、耐熔金属栅能实现源漏自对准，而铝栅不行？实现源漏自对准的目的是什么？Al熔点约450C。工艺步骤先做扩散或注入形成漏源沟道，退火，再做金属铝栅，是套刻工艺，工艺难度随器件缩小越难至无法实现采用该技术即可减小其中MOSFET的寄生电容，大大提高工作频率和速度。是利用栅极本身作为掩模来进行n源区和漏区的离子注入，使得其间的重叠部分几乎减小到了0；5. 试用“深掏滩，低垒堰”的思想说明“在IC中利用密勒效应来获得大电容”的发明的聪明之处。IC中利用密勒效应来获得大电容的目的是什么？利用密勒效应可以避免在IC上直接制造大电容，这可以减小芯 片面积。6. 试举4个以上例子说明：在模拟IC或模拟电路中，电容通常所起的作用。隔直通交，调谐选频，对信号微积分，退耦7. 为什么说“BJT的开启电压固定，MOS的开启电压难于精确控制”？因为MOS管的阈值电压UTH对工艺过程和器件尺寸非常敏感,而BJT器件的开启电压UBE比UTH更容易精确控制,所以BJT器件更容易得到性能良好的匹配对管。8. 在相同工艺水平条件下，例如同为1um工艺，BJT与CMOS 相比较，BJT的工作频率更高, 其原因是什么？由此, 能否说明“少子器件不一定比多子器件慢”？这主要是受迁移率的影响，BJT中的迁移率是体迁移率，远大于 MOSFET的表面迁移率，因此跨导更大，速度更快。不能，但是随着集成度的提高，CMOS工艺的晶体管速度已经快于BJT9. 试说明ECL电路速度快，但功耗大的原因。ECL其基本门电路工作在非饱和状态，逻辑摆幅很小，当电路从 一个状态过渡到另一个状态时对寄生电容的充放电很快，因此电路速度快。但是单元门的开关管是轮流导通的，因此功耗大。10. BJT频率特性的提高受到什么因素限制？为什么HBT可以解决此 问题？ 对于BJT想提高频率特性就要减小基区宽度，而这将导致击穿电压和厄利电压下降。而对于注入效率足够高的HBT，可以保证减小基区宽度的同时不导致穿通，提高高频特性。11. 试画出npn BJT、宽禁带发射区npn HBT的能带图和窄禁带发射区npn HBT的能带图。12. 为什么宽禁带发射区HBT能够改善BJT的噪音特性？ 宽禁带发射区HBT的发射区掺杂浓度在不降低放大系数情况下可以很低，这减小了发射区电容，从而器件噪声也降低13. 由于宽禁带发射区HBT具有良好噪音特性，它常被用作电子系统的前置放大。试说明“前置放大级噪音特性决定了整个电子系统的噪音特性”。后级放大会将噪声和信号一起放大，因此前置放大级决定了系统的噪声特性14. 什么叫BiCMOS，它与CMOS相比有何优缺点？BiCMOS是将CMOS和双极器件集成在同一芯片上的技术。与CMOS相比，其既有CMOS电路高集成度低功耗的特点，又有双极性电路高速强电流驱动的优势，但是要完全实现这一点，制造成本很高。15. 什么叫IGBT它与功率MOS相比有何优缺点？IGBT即是绝缘栅双极性晶体管，其导电损耗小，但开关速度慢。16. IGBT导通电阻小的器件物理本质是什么？IGBT在正向工作条件下，在注入少子时，高阻厚外延的n-区产生电导调制效应，降低了外延层的电阻率，从而减小了器件的导通电阻。17. 试画出IGBT和BiCMOS倒相器的等效电路图，并对IGBT和BiCMOS的工作原理作比较分析。18. 试说明闭锁效应在CMOS、BiCMOS、IGBT中的危害和在可控硅中的好处。闭锁效应时，栅极只能控制导通，但不能控制关断，是造成IC实效的一种重要原因。但在可控硅导通时，发生闭锁，产生强烈的BJT基区电导调制效应，从而使得其正向导通电阻极小。19. 试说明热载流子效应在微电子器件中的危害，及其在EEPROM和Flash存储器中应用的原理。危害：寄生晶体管效应，热载流子退化。同时，热电子注入是对Flash EEPROM编程的一种手段，它利用高电场加速得到的热电子注入浮栅区来实现电子的移动。