硬件工程师笔试:这3道面试题,你能答对几个?

科技   2024-12-19 18:23   北京  

最近有一名网友去面试硬件工程师,笔试题是这样的:

照片来自“24c01硬件电子”,这是个不错的公众号,大家可以关注一波。
笔试题一共3道题,咱们逐一看下。
一、第4题,考察恒流源电路。
关于这个恒流源电路,电路啊分析过实物电路,见文章《实例讲解:LED恒流电路的电路原理》。
看懂这篇文章的话,就知道这题的答案是:
Ic = ( V1 + Vbe ) / R2 = ( 1V + 0.7V ) / 10Ω = 0.17A
这个公式忽略了三极管基极电流 Ib 的影响,因为基极电流 Ib 远小于 Ic,所以可以忽略。
题目中专门指出是“硅三极管”,说明Vbe的正向偏置压降为0.6-0.7V左右,这里取了 Vbe = 0.7V。
如果是“锗三极管”,Vbe正向偏置压降则在0.2-0.3V左右。
平常用的一般是硅三极管。
二、第5题,要设计一个过压保护电路。
这个电路,电路啊也讲过,见文章《5V过压保护电路的原理分析》。
从5V过压保护(实际是5.8V过压保护)改为12.7V过压保护,关键点是把稳压管从5.1V改为12V。
以下是一种12V稳压管的数据手册:

然后回答时再写一下在12V情况下,MOS管的Vgs可能耐压不够,这样面试官对你的印象就非常好了。说明你考虑非常周到,应该有一定实战经验。
以下这款MOS管的Vgs就是不能用在12V的,因为12V已经是它的最大临界值了:

三、第6题,DC-DC与LDO的区别。
这道题,企业校招时真的很爱考啊!
因为能考察应届毕业生在学校时是否真的有动手做过一些项目。
只要DC-DC和LDO这两种电源电路都设计过,基本就知道它们的区别了,不用死记硬背。没动手设计过的,要硬背也不好背。
可以从以下4个方面来回答:
  • 效率
    • DC-DC:在开关过程中会有一定的能量损耗,但由于其采用了电感等储能元件,能够在不同的输入输出电压条件下实现较高的能量转换效率,尤其是在大电流负载情况下,效率优势更为明显,一般可达 80%-95% 左右。
    • LDO:调整管始终处于线性工作状态,会持续消耗一定的功率,因此其效率相对较低,尤其是在输入输出电压压差较大或负载电流较大时,效率下降更为显著。

  • 输出纹波
    • DC-DC:由于其开关工作方式,输出电压会存在一定的纹波,需要在输出端增加较大容量的滤波电容来减小纹波。不过,随着技术的发展,一些高性能的 DC-DC 转换器通过采用先进的控制算法和滤波技术,能够将纹波控制在较低水平。
    • LDO:输出电压纹波非常小,通常在几十微伏到几百微伏之间,这是因为它是通过线性调整来实现稳压的,不存在开关动作带来的纹波问题,因此特别适合对电源纯净度要求较高的电路。

  • 输入输出电压范围
    • DC-DC:具有较宽的输入电压范围,一般可以从几伏到几十伏不等,同时也能够实现较大范围的输出电压调节,适用于各种不同的电源系统。
    • LDO:输入输出电压范围相对较窄,通常要求输入电压比输出电压高一定的压差,一般在 1V 至 3V 左右,否则无法正常工作。

  • 动态响应速度
    • DC-DC:动态响应速度较快,能够在短时间内对负载的变化做出响应,调整输出电压。这是因为其采用了开关控制方式,开关频率较高,能够快速调整电感中的电流和电容两端的电压。
    • LDO:动态响应速度相对较慢,当负载突然变化时,需要一定的时间来调整调整管的导通程度,以稳定输出电压。

好了,以上3道面试题就分析完毕了,怎么样,你都会吗?

END




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