硬件工程師筆試題目匯總

硬件工程師筆試題目匯總1.首先是接地。接地目的包括：保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地干作；防止外界電磁場的干擾；保證安全工作。其次是屏蔽。屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的感應(yīng)和輻射。屏蔽體材料選擇的原則是：當(dāng)干擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率的金屬材料；當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時，要采用高導(dǎo)磁率的材料；在某些場合下，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。另外還有其它抑制干擾方法，包括濾波、正確選用無源元件和電路技術(shù)。濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平，對高頻電路可采用兩個電容器和一個電感器（高頻扼流圈）組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多，選擇適當(dāng)?shù)臑V波器能消除不希望的耦合。實用的無源元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實用的元件本身可能就是一個干擾源，因此正確選用無源元件非常重要。有時也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。有時候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結(jié)合屏蔽，采取平衡措施等電路技術(shù)。平衡電路是指雙線電路中的兩根導(dǎo)線與連接到這兩根導(dǎo)線的所有電路，對地或?qū)ζ渌鼘?dǎo)線都具有相同的阻抗。二極管工作原理（正向?qū)щ?，反向不?dǎo)電）

晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于p-n結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。

當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。（這也就是導(dǎo)電的原因）

當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流。（這也就是不導(dǎo)電的原因）硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第1頁。三極管的工作原理（電流放大作用）

三極管是一種控制元件，主要用來控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例（信號從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極接地），當(dāng)基極電壓UB有一個微小的變化時，基極電流IB也會隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會有一個很大的變化，基極電流IB越大，集電極電流IC也越大，反之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多，這就是三極管的放大作用。IC的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數(shù)β（β=ΔIC/ΔIB,Δ表示變化量。），三極管的放大倍數(shù)β一般在幾十到幾百倍。放大電路的組成原理（應(yīng)具備的條件）

（1）：放大器件工作在放大區(qū)（三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置）

（2）：輸入信號能輸送至放大器件的輸入端（三極管的發(fā)射結(jié)）

（3）：有信號電壓輸出。

判斷放大電路是否具有放大作用，就是根據(jù)這幾點，它們必須同時具備。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第1頁。\o"半導(dǎo)體"半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由\o"電子"電子和\o"空穴"空穴。在熱力學(xué)溫度零度和沒有外界能量激發(fā)時，價電子受共價鍵的束縛，晶體中不存在自由運動的電子，半導(dǎo)體是不能導(dǎo)電的。但是，當(dāng)半導(dǎo)體的溫度升高（例如室溫300oK）或受到光照等外界因素的影響，某些共價鍵中的價電子獲得了足夠的能量，足以掙脫共價鍵的束縛，躍遷到\o"導(dǎo)帶"導(dǎo)帶，成為\o"自由電子"自由電子，同時在共價鍵中留下相同數(shù)量的空穴。空穴是半導(dǎo)體中特有的一種粒子。它帶正電，與電子的\o"電荷"電荷量相同。把熱激發(fā)產(chǎn)生的這種躍遷過程稱為本征激發(fā)。顯然，本征激發(fā)所產(chǎn)生的自由電子和空穴數(shù)目是相同的。擴(kuò)散與漂移漂移是指在電場作用下的運動，擴(kuò)散是指在濃度差驅(qū)使下的運動。在PN結(jié)中，P區(qū)由于富含空穴，N區(qū)富含電子，電子向P區(qū)擴(kuò)散，于是在PN結(jié)P處累積了N區(qū)擴(kuò)散來的電子，而N區(qū)因電子轉(zhuǎn)移到P區(qū)變成空穴剩余。在結(jié)處，從N區(qū)轉(zhuǎn)移到P區(qū)的電子和N區(qū)剩余的空穴構(gòu)建了一個內(nèi)建電場，當(dāng)N區(qū)向P區(qū)擴(kuò)散的電子數(shù)目達(dá)到一定程度的時候，內(nèi)建電場的強(qiáng)度剛好增長到不能使更多的電子擴(kuò)散到P區(qū)，于是在PN結(jié)處形成一個動態(tài)平衡的過程。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第2頁。當(dāng)外加正向偏壓得時候，電子從N區(qū)注入，會中和一部分PN結(jié)處累積的空穴，因此PN結(jié)處構(gòu)成內(nèi)建電場的電荷變少，內(nèi)建電場變?nèi)?，變窄，但由于N區(qū)由于摻雜而生成的電子和P區(qū)摻雜生成的空穴數(shù)目不變，所以內(nèi)建電場的變?nèi)鯐乖瓉淼膭討B(tài)平衡打破，N區(qū)的電子繼續(xù)向P區(qū)擴(kuò)散來維持內(nèi)建電場的平衡，他們的擴(kuò)散產(chǎn)生擴(kuò)散電流，效果是使內(nèi)建電場變寬，重新達(dá)到平衡。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第2頁。5.PN結(jié)的伏安特性和擊穿特性硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第3頁。當(dāng)反向電壓增大到一定值時，PN結(jié)的反向電流將隨反向電壓的增加而急劇增加，這種現(xiàn)象稱為PN結(jié)的擊穿，反向電流急劇增加時所對應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓，如上圖所示，PN結(jié)的反向擊穿有雪崩擊穿和齊納擊穿兩種。

雪崩擊穿：阻擋層中的載流子漂移速度隨內(nèi)部電場的增強(qiáng)而相應(yīng)加快到一定程度時，其動能足以把束縛在共價鍵中的價電子碰撞出來，產(chǎn)生自由電子—空穴對新產(chǎn)生的載流子在強(qiáng)電場作用下，再去碰撞其它中性原子，又產(chǎn)生新的自由電子—空穴對，如此連鎖反應(yīng)，使阻擋層中的載流子數(shù)量急

劇增加，象雪崩一樣。雪崩擊穿發(fā)生在摻雜濃度較低的PN結(jié)中，阻擋層寬，碰撞電離的機(jī)會較多，雪崩擊穿的擊穿電壓高。

齊納擊穿：當(dāng)PN結(jié)兩邊摻雜濃度很高時，阻擋層很薄，不易產(chǎn)生碰撞電離，但當(dāng)加不大的反向電壓時，阻擋層中的電場很強(qiáng)，足以把中性原子中的價電子直接從共價鍵中拉出來，產(chǎn)生新的自由電子—空穴對，這個過程稱為場致激發(fā)。

一般擊穿電壓在6V以下是齊納擊穿，在6V以上是雪崩擊穿。

擊穿電壓的溫度特性：溫度升高后，晶格振動加劇，致使載流子運動的平均自由路程縮短，碰撞前動能減小，必須加大反向電壓才能發(fā)生雪崩擊穿具有正的溫度系數(shù)，但溫度升高，共價鍵中的價電子能量狀態(tài)高，從而齊納擊穿電壓隨溫度升高而降低，具有負(fù)的溫度系數(shù)。6V左右兩種擊穿將會同時發(fā)生，擊穿電壓的溫度系數(shù)趨于零。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第3頁。電壓電流曲線方程PN結(jié)二極管的直流電流電壓特性曲線：7.P溝道和N溝道MOS管硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第4頁。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第4頁。P溝道和N溝道MOS管工作原理當(dāng)UGS=0V時，漏源之間相當(dāng)兩個背靠背的二極管，在d、s之間加上電壓也不會形成電流，即管子截止。當(dāng)UGS＞0V時→縱向電場→將靠近柵極下方的空穴向下排斥→耗盡層。再增加UGS→縱向電場↑→將P區(qū)少子電子聚集到P區(qū)表面→形成導(dǎo)電溝道，如果此時加有漏源電壓，就可以形成漏極電流id。P溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。9.電感和磁珠電感是儲能元件，而磁珠是能量轉(zhuǎn)換（消耗）器件。電感多用于電源濾波回路，磁珠多用于信號回路，用于EMC對策磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾，而電感用于這方面則側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾。兩者都可用于處理EMC、EMI問題。磁珠是用來吸收超高頻信號，象一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲器電路（DDRSDRAM，RAMBUS等）都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等，其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHZ。地的連接一般用電感，電源的連接也用電感，而對信號線則采用磁珠。競爭和冒險硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第5頁。在組合邏輯電路中，某個輸入變量通過兩條或兩條以上的途徑傳到輸出端，由于每條途徑延遲時間不同，到達(dá)輸出門的時間就有先有后，這種現(xiàn)象稱為競爭。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第5頁。在信號變化的瞬間，組合邏輯的輸出有先后順序，并不是同時變化，往往會出現(xiàn)一些不正確的尖峰信號，這些尖峰信號稱為"毛刺"。如果一個組合邏輯電路中有"毛刺"出現(xiàn)，就說明該電路存在冒險。setup時間和holdup時間建立時間（setuptime）是指在觸發(fā)器的時鐘信號上升沿到來以前，數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變的時間，如果建立時間不夠，數(shù)據(jù)將不能在這個時鐘上升沿被打入觸發(fā)器；保持時間（holdtime）是指在觸發(fā)器的時鐘信號上升沿到來以后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變的時間，如果保持時間不夠，數(shù)據(jù)同樣不能被打入觸發(fā)器。8421BCD碼“01101001,01110001”轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)是（69,71）RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在時呈（）正弦波振蕩電路利用正反饋產(chǎn)生振蕩的相位平衡條件是（ψ(T)=±2nπ）振蕩器的平衡條件又可細(xì)分為振幅平衡條件（|T(jω)|=1）和相位平衡條件（ψ(T)=ψ(K)+ψ(F)=±2nπ,n=0,1,2…）當(dāng)負(fù)載電阻RL=1KΩ時，電壓放大電路輸出電壓比負(fù)載開路時輸出電壓減少20%，該放大電路的輸出電阻Ro=（）選取頻率高于1000Hz的信號時，可選用（高通）濾波器；抑制50Hz的交流干擾時，可選用（帶阻）濾波器；如果希望抑制500Hz以下的信號，可選用（高通）濾波器。名詞解釋：SRAM,DRAM,FLASH,SSRAM,SDRAM；并簡述他們的應(yīng)用作用。答：SRAM是英文StaticRAM的縮寫，它是一種具有靜止存取功能的內(nèi)存，不需要刷新電路即能保存它內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)。SRAM主要用于二級高速緩存(Level2Cache)。它利用晶體管來存儲數(shù)據(jù)。DRAM（DynamicRandomAccessMemory），即動態(tài)隨機(jī)存取存儲器，最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存。DRAM只能將數(shù)據(jù)保持很短的時間。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)，DRAM使用電容存儲，所以必須隔一段時間刷新（refresh）一次，如果存儲單元沒有被刷新，存儲的信息就會丟失。（關(guān)機(jī)就會丟失數(shù)據(jù)）FLASH是快速存儲器。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第6頁。SSRAM，是SynchronousStaticRandomAccessMemory的縮寫，即同步靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器。同步，指Memory工作需要同步時鐘，內(nèi)部的命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn)；隨機(jī)，是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲，而是由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。對于SSRAM的所有訪問都在時鐘的上升/下降沿啟動。地址、數(shù)據(jù)輸入和其它控制信號均于時鐘信號相關(guān)。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第6頁。SDRAM:SynchronousDynamicRandomAccessMemory，同步動態(tài)隨機(jī)存儲器，同步是指Memory工作需要同步時鐘，內(nèi)部的命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn)；動態(tài)是指存儲陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失；隨機(jī)是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲，而是自由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。用邏輯門實現(xiàn)表達(dá)式：,寫出真值表，畫出波形圖。解：根據(jù)下圖升壓原理，簡述圖中電感、二極管、R1、R2元件作用。硬件工程師筆試題目匯總?cè)墓?頁，當(dāng)前為第7頁。答：BOOST升壓電路中：

電感的作用：是將電能和磁場能相互轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換器件，當(dāng)MOS開關(guān)管閉合后，電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存起來，當(dāng)MOS斷開后電感將儲存的磁場能轉(zhuǎn)換為電場能，且這個能量在和輸入電源電壓疊加后通過二極管和電容的濾波后得到平滑的直流電壓提供給負(fù)載，由于這個電壓是輸入電源電壓和電感的磁碭能轉(zhuǎn)換為電能的疊加后形成的，所以輸出電壓高于輸入電壓，既升壓過程的完成；

肖特基二極管主要起隔離作用，即在MOS開關(guān)管閉合時，肖特基二極管的正極電壓比負(fù)極電壓低，此時二極管反偏