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通過對300份真實(shí)面經(jīng)的分析以及本人秋招實(shí)習(xí)面試中遇到的問題，我總結(jié)了硬件崗位面試中最高頻的面試題目。這些問題涵蓋了模擬電路、數(shù)字電路、電源、信號完整性、嵌入式硬件、PCB設(shè)計(jì)、電機(jī)、常用儀器等核心領(lǐng)域，并附上詳細(xì)的解答思路，幫助你高效復(fù)習(xí)。目前已更新248道高頻面試題，持續(xù)更新中。

適用崗位包括單板硬件研發(fā)、嵌入式硬件、PCB Layout、電源設(shè)計(jì)、射頻工程師、硬件測試和FAE(現(xiàn)場應(yīng)用工程師)。

無論你是大三、大四的本科生還是研一、研二的研究生，都可以從中獲得全面的面試備戰(zhàn)策略。

目錄

差分放大電路

1、差分放大電路的主要特點(diǎn)

2、什么叫差模信號？什么叫共模信號？

3、差分放大電路如何抑制共模信號，放大差模信號？

4、共/差模抑制比越大越好還是越小越好

5、什么是差模增益？什么是共模增益？什么是共模抑制比?

集成運(yùn)算放大器

1、集成運(yùn)放參數(shù)有哪幾部分，如何理解壓擺率？

2、簡述集成運(yùn)算放大器對輸入級、中間級、輸出級、偏置電路的要求(集成電路的組成)

3、集成運(yùn)放（集成電路運(yùn)算放大器）損壞的常見原因

4、為了保護(hù)集成運(yùn)放免受上述因素的損害，可以采取什么措施？

5、集成運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)

6、理想運(yùn)放的性能指標(biāo)

7、集成運(yùn)放選型時(shí)，需要考慮的基本參數(shù)有哪些

差分放大電路

1、差分放大電路的主要特點(diǎn)

（1）高增益：

差分放大電路具有放大微小信號的能力，可以實(shí)現(xiàn)較高的增益。這使得它在需要放大微弱信號的場景（如生物信號放大）中非常有用。

（2）消噪聲（或抗干擾性強(qiáng)）：

差分放大電路的一個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)是能夠消除或大大減弱共模噪聲。共模噪聲是同時(shí)在兩個(gè)輸入端上出現(xiàn)的噪聲，eg：來自電源或地面的雜音。由于差分放大電路僅對兩個(gè)輸入信號的差值進(jìn)行放大，共模噪聲在輸出端被有效抑制，從而提高了信號的清晰度和信噪比。

（3）電路簡單、可調(diào)性強(qiáng)：

差分放大電路由兩個(gè)放大器、一個(gè)差分器和若干電阻器組成，相對簡單。這種簡潔的電路結(jié)構(gòu)降低了制造成本、電路易于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和維護(hù)。差分放大電路的增益和偏置電壓等參數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

（4）高共模抑制比（CMRR）：

共模抑制比是衡量差分放大電路對共模信號抑制能力的一個(gè)重要指標(biāo)。差分放大電路通常設(shè)計(jì)有很高的共模抑制比，提高了信號的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

（5）可靠性強(qiáng)：差分放大器經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，具有極佳的線性特點(diǎn)、穩(wěn)定性和可靠性。這種高可靠性使得差分放大電路在需要長時(shí)間穩(wěn)定工作的工業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

• 無耦合電容，因此可以放大低頻信號。
• 具有對稱的電路結(jié)構(gòu)，通過電路的對稱性來抑制零點(diǎn)漂移，提高電路的穩(wěn)定性。
• 輸入和輸出均可以采用單端或者雙端的形式，提供了靈活的接入和輸出方式。
• 有較大的共模抑制電阻????，對共模信號有很強(qiáng)的抑制作用，而對差模信號無影響。為 減小????上壓降對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，一般采用雙電源供電。

2、什么叫差模信號？什么叫共模信號？

兩個(gè)大小相等、極性相反的一對信號稱為差模信號。差動放大電路輸入差模信號（uil=-ui2）時(shí)，稱為差模輸入。兩個(gè)大小相等、極性相同的一對信號稱為共模信號。差動放大電路輸入共模信號（uil=ui2）時(shí)，稱為共模輸入。在差動放大器中，有用信號以差模形式輸入，干擾信號用共模形式輸入，那么干擾信號將被抑制的很小。

3、差分放大電路如何抑制共模信號，放大差模信號？

當(dāng)輸入信號作用于差分放大電路時(shí)，差分放大電路通過在輸出端提取放大差模信號，而減小抑制共模信號來工作。

4、共/差模抑制比越大越好還是越小越好

答：差模放大倍數(shù)越大越好，因?yàn)椴钅Ｐ盘栂喈?dāng)于是需要放大的有用信號；

共模放大倍數(shù)越小越好，因?yàn)楣材Ｐ盘柕男再|(zhì)是那些需要被抑制掉的干擾信號。

因此共模抑制比越大，抑制共模信號的能力越強(qiáng)，則電路干擾越小。故共模抑制比越大越好。

5、什么是差模增益？什么是共模增益？什么是共模抑制比?

差模增益指差模信號輸入時(shí)，其輸出信號與輸入信號的比值。共模增益指共模信號輸入時(shí)，其輸出信號與輸入信號的比值。

共模抑制比表明了差動放大電路對差模信號的放大能力和共模信號的抑制能力。

集成運(yùn)算放大器

1、集成運(yùn)放參數(shù)有哪幾部分，如何理解壓擺率？

答：集成運(yùn)放是模擬電路設(shè)計(jì)中常用的一種器件，通常用于信號放大、濾波、比較、采樣保持等應(yīng)用。 它的參數(shù)包括增益、帶寬、輸入電阻、輸出電阻、偏移電壓、共模抑制比等。 其中，增益和帶寬是最為重要的兩個(gè)參數(shù)。

（1）增益表示輸入信號和輸出信號的比值，一般用分貝（dB）來表示，常用的增益范圍為幾十到幾百倍。

（2）帶寬表示集成運(yùn)放在放大范圍內(nèi)能夠放大的最高頻率，一般用赫茲（Hz）來表示，常用的帶寬范圍為幾百赫茲到數(shù)百兆赫茲。

（3）壓擺率是指在輸出信號發(fā)生跳變時(shí)，輸出電壓上升或下降的速度，一般用伏特每微秒（V/μs）來表示。它是集成運(yùn)放輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)之一，表示集成運(yùn)放的電壓跟隨速度。高壓擺率意味著能夠快速響應(yīng)變化的信號，這在高速應(yīng)用中非常重要。

2、簡述集成運(yùn)算放大器對輸入級、中間級、輸出級、偏置電路的要求 （集成電路的組成）

（1）輸入級：輸入電阻大，溫漂小，放大倍數(shù)盡可能大 。決定整個(gè)運(yùn)算放大器性能的關(guān)鍵部分。大多采用高性能差分放大電路，以減少漂移和提高共模抑制比

（2）中間級：放大倍數(shù)大，一切措施幾乎都是為了增大放大倍數(shù)。一般采用直接耦合多級放大，主要作用是提高整個(gè)放大電路的電壓放大倍數(shù)。

（3）輸出級：帶負(fù)載能力強(qiáng)，最大不失真輸出電壓盡可能大。多采用射級輸出器或互補(bǔ)對稱放大電路，主要作用是提高放大電路的帶負(fù)載能力

（4）偏置電路：提供的靜態(tài)電流要穩(wěn)定 。一般是各種形式的電源電路，主要作用是為各級放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。

3、集成運(yùn)放（集成電路運(yùn)算放大器）損壞的常見原因

答：（1）輸入信號過大

如果輸入信號過大，可能會導(dǎo)致 PN 結(jié)擊穿，從而損壞集成運(yùn)放。

（2）電源電壓問題

電源電壓極性接反或過高，也可能導(dǎo)致集成運(yùn)放損壞。

（3）輸出端接錯(cuò)

如果輸出端直接接地或接電源，由于輸出級功耗過大，集成運(yùn)放可能會損壞。

4、為了保護(hù)集成運(yùn)放免受上述因素的損害，可以采取什么措施？

（1）輸入保護(hù)

在運(yùn)放工作在開環(huán)狀態(tài)時(shí)，為防止差模電壓過大而損壞，可以采用防止差模電壓過大的保護(hù)電路。在閉環(huán)狀態(tài)時(shí)，為防止共模電壓超出極限值而損壞，可以使用防止共模電壓過大的保護(hù)電路。

（2）輸出保護(hù)

輸出端可以通過添加限流電阻和穩(wěn)壓管構(gòu)成限幅電路來保護(hù)。這樣做一方面可以隔離負(fù)載與集成運(yùn)放的輸出端，限制輸出電流；另一方面也可以限制輸出電壓的幅值。

（3）過壓保護(hù)

當(dāng)運(yùn)放的工作電壓超過其承受范圍時(shí)，過壓保護(hù)電路會自動限制輸出電壓，使其保持在安全范圍內(nèi)。這種保護(hù)通常使用硅質(zhì)限流二極管或氣體放電管等元件實(shí)現(xiàn)。

（4）過流保護(hù)

如果運(yùn)放的輸出電流超過其額定范圍，過流保護(hù)會介入，限制輸出電流以防止運(yùn)放損壞。常用的實(shí)現(xiàn)方式包括電流限制器或保險(xiǎn)絲。

（5）過熱保護(hù)

由于運(yùn)放在工作時(shí)會產(chǎn)生熱量，如果長時(shí)間過載或溫度過高，可能會導(dǎo)致過熱損壞。過熱保護(hù)電路使用熱敏電阻或溫度傳感器檢測運(yùn)放芯片溫度，并通過反饋電路限制輸出電流或降低增益，確保運(yùn)放工作在正常溫度范圍內(nèi)。

5、集成運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)

1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)--輸入級

l 差分放大器：

集成運(yùn)放的輸入級通常采用差分放大器結(jié)構(gòu)，也稱為差動放大器。這種結(jié)構(gòu)能夠有效抑制共模信號（即兩個(gè)輸入端同時(shí)出現(xiàn)的相同信號），只放大差模信號（即兩個(gè)輸入端之間的差值信號），從而提高電路的抗干擾能力和共模抑制比。

l 偏置電路：保證差分放大器能夠正常工作，設(shè)置偏置電路來提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)，以確保輸入級的線性度和穩(wěn)定性。

2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)--中間級

l 電壓放大級：

中間級是集成運(yùn)放的主要放大級，通常采用共源放大電路（對于 NMOS 工藝）或共射放大電路（對于雙極型工藝）進(jìn)行電壓放大。這一級的主要目的是將差分放大器輸出的微弱信號進(jìn)行大幅度放大，以滿足輸出級對信號幅度的要求。

l 有源負(fù)載：

為了提高中間級的增益和穩(wěn)定性，常采用有源負(fù)載代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電阻負(fù)載。有源負(fù)載不僅能夠提供穩(wěn)定的電流源或電流沉，還能在一定程度上增加電路的增益帶寬積。

3、內(nèi)部結(jié)構(gòu)--輸出級

l 功率放大級：

輸出級是集成運(yùn)放的最后一級，負(fù)責(zé)將中間級放大的信號驅(qū)動到負(fù)載上。為了提供足夠的輸出功率和驅(qū)動能力，輸出級通常采用互補(bǔ)對稱輸出電路（eg：CMOS 工藝中的推挽輸出電路或雙極型工藝中的互補(bǔ)輸出電路）。這種結(jié)構(gòu)能夠同時(shí)提供正負(fù)電壓輸出，并具有良好的電流驅(qū)動能力。

l 保護(hù)電路：

為了防止輸出級因過流、過壓等原因而損壞，集成運(yùn)放內(nèi)部還設(shè)置了保護(hù)電路。這些保護(hù)電路能夠在檢測到異常情況時(shí)迅速切斷電路或降低輸出電壓，從而保護(hù)芯片不受損害。

4、偏置與穩(wěn)定電路用于設(shè)置和穩(wěn)定工作點(diǎn)的偏置電路以及用于提高電路穩(wěn)定性的補(bǔ)償電路等。這些電路雖然不直接參與信號的放大過程，但對于保證集成運(yùn)放的正常工作和性能穩(wěn)定至關(guān)重要。

5、主要特點(diǎn)

l 高增益：集成運(yùn)放具有極高的開環(huán)電壓增益（可達(dá)數(shù)萬至數(shù)百萬倍），這使得它能夠輕松實(shí)現(xiàn)信號的微小變化放大為顯著的變化。

l 高輸入電阻和低輸出電阻：

輸入級采用差分放大器結(jié)構(gòu)使得集成運(yùn)放的輸入電阻非常高（通?？蛇_(dá)兆歐級），有利于減少信號源的分流效應(yīng)；而輸出級采用功率放大電路則使得輸出電阻非常低（通?？蛇_(dá)幾十歐姆以下），有利于驅(qū)動負(fù)載并減少信號在傳輸過程中的衰減。

l 共模抑制比高：共模抑制比（CMRR）很高，有助于提高電路的抗干擾能力和信噪比。

l 帶寬寬：帶寬較寬，能夠處理較高頻率的信號。but 隨著信號頻率的增加，集成運(yùn)放的增益會逐漸下降（即增益帶寬積為常數(shù)）。

l 易于使用：集成運(yùn)放的外圍電路簡單，易于與其他電子元件組合使用。通過適當(dāng)?shù)耐獠糠答伨W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的模擬信號處理功能。

6、理想運(yùn)放的性能指標(biāo)

(1)開環(huán)差模增益(放大倍數(shù))Aod=∞

(2)差模輸入電阻rid=∞

(3)輸出電阻ro=0

(4)共模抑制比KCMR=∞

(5)上限截止頻率 fH=∞

7、集成運(yùn)放選型時(shí)，需要考慮的基本參數(shù)有哪些

答：運(yùn)放的產(chǎn)生可以分為兩類，一類是靜態(tài)參數(shù)另一類是動態(tài)參數(shù)，靜態(tài)參數(shù)需要考慮的是運(yùn)放是否為雙電源供電，供電范圍是多少，輸出是否是軌至軌輸出，運(yùn)放的電源紋波抑制比是多少，隨后比方說運(yùn)放的失調(diào)電壓，失調(diào)電流等問題；運(yùn)放的動態(tài)參數(shù)是選型的重要參考，首先是壓擺率，它描述了運(yùn)放的驅(qū)動能力，運(yùn)放的壓擺率越高，其驅(qū)動變化率大的信號就越容易，當(dāng)壓擺率不夠時(shí)，正弦波信號會退化至三角波，另外一個(gè)考慮的因素是單位增益帶寬積，其描述了運(yùn)放在單位增益下能達(dá)到的最大帶寬；當(dāng)帶寬不足時(shí)，將無法達(dá)到目標(biāo)的放大頻率。

簡答：共模抑制比，輸入輸出電壓，輸入失調(diào)電流電壓，溫漂。