מבחן 2012 מועד א - האתר של שי ידרמן

‫מבחן במעגלים ספרתיים‬
‫תשע"ב (‪ )2102‬מועד א' – משוחזר (עריכה‪ :‬שי ידרמן)‬
‫מרצה‪ :‬ד"ר חמוטל דואדי‬
‫מתרגלים‪ :‬בועז שוורץ‪ ,‬אודי שוסטרמן‬
‫נתון המעגל הבא המורכב משני טרנזיסטורים מסוג ‪.PMOS‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A‬‬
‫ידוע כי‪ 5v , K0  20 2 , K1  4 2 , vT 1  vT 0  1v :‬‬
‫‪v‬‬
‫‪v‬‬
‫הנח כי בשני הטרנזיסטורים ה‪ Body-‬וה‪ Source-‬מקוצרים‪.‬‬
‫‪Vdd‬‬
‫‪. VDD‬‬
‫‪Vin‬‬
‫שאלה ‪:0‬‬
‫מהו המתח ‪? VOL‬‬
‫א‪. 1v .‬‬
‫ב‪. 0.5v .‬‬
‫ג‪ .‬מעל ל‪. 1v -‬‬
‫ד‪.0 .‬‬
‫שאלה ‪:2‬‬
‫מהו המתח ‪? VOH‬‬
‫א‪4.5v .‬‬
‫ב‪5v .‬‬
‫ג‪3.5v .‬‬
‫ד‪4v .‬‬
‫רוצים למשש נורה בחדר השינה המופעלת ע"י שני מפסקים‪ ,‬האחד נמצא ליד המיטה והשני מחוץ לחדר‪.‬‬
‫מכל מפסק יוצא קו בקרה (בעל מתח של ‪ 0‬או ‪ 1‬לוגים) ואלו מתחברים למערכת לוגית אשר אותה הנכם נדרשים לתכנן‪.‬‬
‫נסמן ב‪ A-‬את קו הבקרה מהמספק שליד המיטה וב‪ B-‬את המספק שמחוץ לחדר‪ .‬מוצא המערכת הלוגית מחובר ל‪ Body-‬של‬
‫טרנזיסטור ‪ BJT‬אשר שולט בהעברת הזרם אל הנורה‪ .‬המערכת צריכה לשנות את מוצאה בכל שינוי של מפסק ללא תלות בזמן‪.‬‬
‫למשל‪ ,‬עבור ‪ A=1‬הנורה דולקת‪ ,‬כעת משנים את ב‪ B-‬נניח ל‪ 0-‬והנורה נכבית‪ ,‬משנים את ‪ A‬ל‪ 0-‬והנורה שוב נדלקת וכל חלילה‪.‬‬
‫לרשותכם טרנזיסטורים מסוג ‪ NMOS‬ו‪ PMOS-‬כרצונכם‪ .‬הניחו כי ה‪ BJT-‬מספיק חזק כדי להעביר זרם אל הנורה עבור ‪ 1‬לוגי‬
‫ולהדליקּה‪.‬‬
‫שאלה ‪:3‬‬
‫בהינתן קווי הבקרה ‪ A‬ו‪ ,B-‬כמה טרנזיסטורים יש על מנת לממש את המערכת הלוגית?‬
‫א‪.12 .‬‬
‫ב‪.6 .‬‬
‫ג‪.4 .‬‬
‫ד‪.3 .‬‬
‫שאלה ‪:4‬‬
‫כעת נתון גם קו הבקרה ‪ . A‬כמה טרנזיסטורים כעת צריך על מנת לממש את המערכת הלוגית?‬
‫א‪.6 .‬‬
‫ב‪.4 .‬‬
‫ג‪.3 .‬‬
‫ד‪.2 .‬‬
‫שאלה ‪:5‬‬
‫מעוניינים לממש את הפונקציה הלוגית הבאה‪f  A, B, C   C  A  B  :‬‬
‫באיזו טכנולוגיה יש להשתמש על מנת לקבל‪ VOH  VDD :‬במינימום שטח?‬
‫א‪.Pseudo-NMOS .‬‬
‫ב‪.CMOS .‬‬
‫ג‪.Dynamic .‬‬
‫ד‪ Dynamic .‬ו‪.CMOS-‬‬
‫שאלה ‪:6‬‬
‫מעוניינים לממש את הפונקציה הלוגית הבאה‪f  A, B, C   C  A  B  :‬‬
‫באיזו טכנולוגיה יש להשתמש על מנת לקבל‪ , VOL  0 :‬מוצא יציב ובמינימום שטח?‬
‫א‪.Pseudo-NMOS .‬‬
‫ב‪.CMOS .‬‬
‫ג‪.Dynamic .‬‬
‫ד‪ CMOS .‬ו‪.Pseudo-NMOS -‬‬
‫שאלה ‪:7‬‬
‫מעוניינים לממש את הפונקציה הלוגית הבאה‪f  A, B, C   C  A  B  :‬‬
‫באיזו טכנולוגיה יש להשתמש על מנת לקבל‪ , VOL  0 :‬מוצא יציב ובמינימום שטח?‬
‫א‪.Pseudo-NMOS .‬‬
‫ב‪.CMOS .‬‬
‫ג‪.Dynamic .‬‬
‫ד‪ CMOS .‬ו‪.Pseudo-NMOS -‬‬
‫שאלה ‪:8‬‬
‫נתון המעגל והגרף הבאים‪:‬‬
‫באיזה מצב נמצאים הטרנזיסטורים בקשת '‪?A'B‬‬
‫א‪ .‬שניהם ברוויה‪.‬‬
‫ב‪ Q1 .‬ברוויה ו‪ Q0 -‬בליניארי‪.‬‬
‫ג‪ .‬שניהם בליניארי‪.‬‬
‫ד‪ Q0 .‬ברוויה ו‪ Q1 -‬בליניארי‪.‬‬
‫שאלה ‪:9‬‬
‫איזה מעגל מסורטט באיור הקודם?‬
‫א‪ .‬מהפך בתצורת ‪.Pseudo-NMOS‬‬
‫ב‪ .‬מהפך עם עומס ‪.Enhencement‬‬
‫ג‪ .‬מהפך עם עומס ‪.Depletion‬‬
‫ד‪ .‬מהפך ‪.CMOS‬‬
‫שאלה ‪:01‬‬
‫מה תפקיד המעגל הבא‪:‬‬
‫א‪ .‬אל‪-‬יציב‪.‬‬
‫ב‪ .‬דו‪-‬יציב‪.‬‬
‫ג‪ .‬חד‪-‬יציב‪.‬‬
‫ד‪ .‬אינטגרטור‪.‬‬
‫שאלה ‪:00‬‬
‫נתון כי כל הנגדים שווים‪ .‬מהו הזמן שהמוצא נמצא ב‪ 1-‬לוגי?‬
‫א‪RC ln 3 .‬‬
‫ב‪RC ln 2 .‬‬
‫ג‪RC ln 1/ 3 .‬‬
‫ד‪RC ln 1/ 2  .‬‬
‫שאלה ‪:02‬‬
‫איזה מעגל ממומש בסרטוט הבא?‬
‫א‪ .‬שמידט טריגר ודו יציב‪.‬‬
‫ב‪ .‬שמיד טריגר‪.‬‬
‫ג‪ .‬דו יציב‪.‬‬
‫ד‪ .‬חד יציב‪.‬‬
‫שאלה ‪:03‬‬
‫מהו יחס הנגדים שייתן‪? L  0.25L , L  0.25L :‬‬
‫א‪. R1  3R2 .‬‬
‫ב‪. R2  3R1 .‬‬
‫ג‪. R1  4 R2 .‬‬
‫ד‪. R2  4 R1 .‬‬
‫שאלה ‪:04‬‬
‫כעת בונים את המעגל הבא כאשר בתוך הריבוע נמצא במעגל מהשאלה‬
‫הקודמת‪ .‬מה המתח בנקודה ‪ V2‬במעגל הבא?‬
‫א‪ .‬גל ריבועי‪.‬‬
‫ב‪ .‬גל משולש‪.‬‬
‫ג‪ .‬גל סינוסי‪.‬‬
‫ד‪ .‬מתח קבוע‪.‬‬
‫מעגל‬
‫מהשאלה‬
‫הקודמת‬
‫שאלה ‪:05‬‬
‫עבור אותו המעגל‪ ,‬מה המתח בנקודה ‪ V1‬במעגל הבא?‬
‫א‪ .‬גל ריבועי‪.‬‬
‫ב‪ .‬גל משולש‪.‬‬
‫ג‪ .‬גל סינוסי‪.‬‬
‫ד‪ .‬מתח קבוע‪.‬‬
‫שאלה ‪:06‬‬
‫‪Vdd‬‬
‫‪Vdd‬‬
‫‪Vdd‬‬
‫‪Vdd‬‬
‫מכניסים את הערכים הבאים למעגל שבצד‪in0, in1, in2, in3  0,1,1,1 :‬‬
‫מה יהיה המוצא?‬
‫א‪ .‬הכניסה לא חוקית‪.‬‬
‫ב‪. c3, c2, c1, c0  1010 .‬‬
‫ג‪. c3, c2, c1, c0  0101 .‬‬
‫ד‪. c3, c2, c1, c0  1111 .‬‬
‫‪in0‬‬
‫‪in1‬‬
‫‪in2‬‬
‫‪in3‬‬
‫שאלה ‪:07‬‬
‫תזכורת‪ :‬בשער הבנוי בלוגיקה דינמית מספיק לממש רק אחת משני הרשתות‪ :‬רשת ה‪ Pull up -‬או רשת ה‪.Pull down-‬‬
‫מעוניינים לממש בלוגיקה דינמית שער ‪ NAND4‬ו‪ NOR4 -‬תוך שימוש בטרנזיסטורים בגודל יחידה בסיסית בלבד‪.‬‬
‫אנו מעוניינים במימוש בעל השהייה מינימלית‪ ,‬באיזה מן האפשרויות הבאות נבחר?‬
‫א‪ NOR4 .‬עם ‪ PUN‬ו‪ NAND4-‬עם ‪.PDN‬‬
‫ב‪ NOR4 .‬עם ‪ PDN‬ו‪ NAND4-‬עם ‪.PUN‬‬
‫ג‪ .‬שניהם ‪.PUN‬‬
‫ד‪ .‬שניהם ‪.PDN‬‬
‫שאלה ‪:08‬‬
‫לתוך רכיב שמתוכנן בצורה סינכרונית מלאה עם שעון יחיד בפאזה יחידה נכנסת כניסה חיצונית ממקור לא מסונכרן לרכיב‪.‬‬
‫הכניסה משפיעה על מספר אלמנטי זיכרון\לוגיקה ברכיב‪ .‬מהי הדרך העדיפה לטיפול במצב זה?‬
‫א‪ .‬דגימה של האות הלא מסונכרן ע"י דלגלג יחיד‪ ,‬ע"מ מנוע כניסות לא מסונכרנות לשעון‪.‬‬
‫ב‪ .‬שימוש ישיר באות הכניסה‪ ,‬ע"מ לקבל השהייה מינימלית‪.‬‬
‫ג‪ .‬דגימה של האות לא מסונכרן בשני דלגלגים רצופים למניעת מצב ‪.Metastability‬‬
‫ד‪ .‬אף תשובה לא נכונה‪.‬‬
‫שאלה ‪:09‬‬
‫מה היתרון הבולט במימוש ‪:EPROM‬‬
‫א‪ .‬שימוש אידאלי ב‪.CMOS-‬‬
‫ב‪ .‬שכבה דקה של סיליקון‪.‬‬
‫ג‪ .‬אפשרות של כתיבה ומחיקה באמצעות מתח‪.‬‬
‫ד‪ .‬אף תשובה לא נכונה‪.‬‬
‫שאלה ‪:21‬‬
‫מה הוא החיסרון הבולט במימוש ‪:EPROM‬‬
‫א‪ .‬מחיקה עם ‪.UV‬‬
‫ב‪ .‬שטח טרנזיסטור גדול‪.‬‬
‫ג‪ .‬הפעלה עם מתחים גבוהים‪.‬‬
‫ד‪ .‬אף תשובה אינה נכונה‪.‬‬