Электрические собеседования сочетают основы (цепи, сигналы, питание), инженерное чутьё (почему именно этот компонент, что может отказать) и безопасность. Для начальных позиций ждите вопросы из учебника и пару расчётов на доске. Для опытных ролей — разбор проекта, который вы делали, и вопросы о отладке, тестировании и стандартах.
Ниже — 24 вопроса с ответами. Конкретные области (питание, встраиваемые системы, RF, управление) будут углубляться в свои темы, поэтому читайте описание вакансии и фокусируйтесь на них.
Основы цепей
1. Сформулируйте закон Ома и законы Кирхгофа.
Закон Ома: V = I x R. Первый закон Кирхгофа: сумма токов, входящих в узел, равна нулю. Второй закон Кирхгофа: сумма напряжений вдоль любого замкнутого контура равна нулю. Большая часть анализа цепей выводится из этих законов.
2. Чему равно эквивалентное сопротивление двух резисторов при последовательном и параллельном соединении?
Последовательно: R1 + R2. Параллельно: (R1 x R2) / (R1 + R2). Пример: 100 Ом и 100 Ом параллельно дают 50 Ом.
3. Что такое делитель напряжения и в чём подвох?
Два резистора последовательно через источник дают на выходе Vout = Vin x R2 / (R1 + R2). Подвох — нагрузка: подключённая к выходу нагрузка меняет коэффициент деления, поэтому сопротивление нагрузки должно быть намного больше R2, либо выход нужно буферизовать.
4. В чём разница между переменным и постоянным током и что такое действующее значение?
Постоянный ток имеет неизменное направление. Переменный — меняет направление. Действующее значение синусоиды равно амплитуде, делённой на корень из двух, и соответствует постоянному напряжению, которое выделило бы ту же мощность на резисторе. Сетевое напряжение 230 В (действующее) имеет амплитуду около 325 В.
5. Что происходит с конденсатором и катушкой индуктивности в цепи постоянного и переменного тока?
В установившемся режиме постоянного тока конденсатор ведёт себя как разрыв, а катушка — как короткое замыкание. В цепи переменного тока импеданс конденсатора равен 1 / (2 pi f C) и падает с ростом частоты, а импеданс катушки равен 2 pi f L и растёт с частотой.
6. Что такое постоянная времени?
Для RC-цепи это R x C: время, за которое напряжение на конденсаторе при заряде достигает примерно 63 процентов от конечного значения. Примерно через пять постоянных времени оно становится близким к конечному. Для RL-цепи это L / R.
7. Что такое фильтр низких частот и какова его частота среза?
Он пропускает низкие частоты и ослабляет высокие. У RC-фильтра первого порядка частота среза (точка -3 дБ) равна f = 1 / (2 pi R C). Для R = 1,6 кОм и C = 100 нФ это примерно 1 кГц.
Аналоговая электроника и полупроводники
8. Как работает операционный усилитель и каковы золотые правила для идеального ОУ с отрицательной обратной связью?
Операционный усилитель усиливает разность напряжений на входах с очень большим коэффициентом усиления. При отрицательной обратной связи напряжения на обоих входах почти равны, и ток во входы не течёт. Для инвертирующего усилителя коэффициент усиления равен -Rf / Rin. Для неинвертирующего — 1 + Rf / Rg.
9. В чём разница между биполярным транзистором и MOSFET?
Биполярный транзистор управляется током: ток базы управляет большим током коллектора. MOSFET управляется напряжением: напряжение на затворе управляет каналом, и затвор почти не потребляет постоянный ток. MOSFET доминируют в ключевых и цифровых схемах, а биполярные транзисторы всё ещё применяются в некоторых аналоговых схемах и схемах с высоким усилением.
10. Что делает диод и для чего используют стабилитрон?
Диод проводит ток в одном направлении, с прямым падением около 0,6–0,7 В для кремния. Стабилитрон рассчитан на проводимость в обратном направлении при заданном напряжении, поэтому его используют для простого опорного напряжения и ограничения уровня.
11. Зачем нужны подтягивающие резисторы?
Чтобы задать логический уровень, когда линия ничем не управляется, например на выходе с открытым стоком или на входе кнопки, чтобы вход не «висел» в неопределённом состоянии. Типичный номинал — от 4,7 до 10 кОм, в зависимости от скорости и потребления.
12. Для чего нужен развязывающий конденсатор?
Он располагается рядом с выводом питания микросхемы и отдаёт короткие импульсы тока, поддерживая стабильное напряжение питания и снижая шум. Обычно ставят керамический конденсатор 100 нФ у каждого вывода плюс более крупные накопительные конденсаторы рядом.
Мощность
13. В чём разница между активной, реактивной и полной мощностью? Что такое коэффициент мощности?
Активная мощность (ватты) совершает полезную работу. Реактивная мощность (вары) колеблется взад-вперёд из-за катушек индуктивности и конденсаторов. Полная мощность (вольт-амперы) — это векторная сумма. Коэффициент мощности — это отношение активной мощности к полной. Низкий коэффициент мощности означает больший ток при той же активной мощности, что увеличивает потери и требует более крупного оборудования.
14. Почему используется трёхфазное питание?
Оно обеспечивает постоянную мощность с более плавным моментом на двигателях, требует меньше проводникового материала для той же мощности, чем однофазное, и более эффективно для больших нагрузок. В симметричной трёхфазной системе линейное напряжение равно фазному, умноженному на корень из трёх.
15. Как работает трансформатор и какие у него потери?
Две обмотки на сердечнике разделяют магнитное поле, поэтому переменное напряжение на одной создаёт напряжение на другой пропорционально коэффициенту трансформации. Потери включают потери в меди в обмотках и потери в сердечнике от гистерезиса и вихревых токов. С постоянным током он не работает.
16. В чём разница между линейным и импульсным стабилизатором?
Линейный стабилизатор рассеивает избыточное напряжение в виде тепла, поэтому его КПД низок при большой разнице, но он прост и малошумен. Импульсный стабилизатор быстро включает и выключает вход с помощью катушки индуктивности и конденсатора, поэтому он эффективнее, но шумнее и сложнее.
17. Как подобрать предохранитель или проводник?
Смотрите на номинальный и максимальный ток, температуру окружающей среды и соответствующий стандарт или нормы. Предохранитель должен защищать провод, а не только нагрузку, поэтому его номинал должен быть ниже безопасного тока провода. Соблюдайте местные электротехнические нормы.
Цифровая техника, встраиваемые системы и сигналы
18. Что такое время установки и время удержания?
Время установки — это сколько данные должны быть стабильны до фронта тактового сигнала. Время удержания — сколько они должны оставаться стабильными после. Их нарушение может вызвать метастабильность, при которой выход непредсказуем.
19. Что такое теорема Найквиста?
Чтобы восстановить сигнал без наложения спектров, частота дискретизации должна быть более чем вдвое выше самой высокой частоты в сигнале. На практике перед АЦП ставят антиалиасинговый фильтр.
20. Какие бывают распространённые последовательные интерфейсы и чем они отличаются?
| Интерфейс | Провода | Примечания |
|---|---|---|
| UART | TX, RX | Асинхронный, точка-точка, требует совпадения скорости передачи |
| SPI | Тактовый сигнал, MOSI, MISO, выбор микросхемы | Быстрый, полный дуплекс, отдельный выбор микросхемы для каждого устройства |
| I2C | SDA, SCL | Два провода, много устройств по адресу, нужны подтягивающие резисторы, медленнее |
Проектирование, отладка и безопасность
21. Схема работает на стенде, но отказывает в полевых условиях. Что вы проверяете?
Диапазон температур, колебания питания, шумы и ЭМП, заземление, надёжность разъёмов, допуски компонентов и события ЭСР. Я бы воспроизвёл отказ, измерил осциллографом и менял по одному параметру за раз.
22. Как отлаживать плату, которая не включается?
Проверьте питание и входное подключение, поищите короткое замыкание мультиметром, проверьте нагрев тепловизором или на ощупь при ограниченном питании, убедитесь в выходных напряжениях стабилизатора и линии сброса, осмотрите паяные соединения. Используйте лабораторный блок питания с ограничением тока, чтобы короткое замыкание не вызвало повреждений.
23. Каких процедур безопасности вы придерживаетесь?
Блокировка и маркировка перед работой с оборудованием, проверка отсутствия энергии прибором, ношение соответствующих СИЗ, использование изолированного инструмента, соблюдение границ дугового разряда и корпоративных процедур, и никогда не работайте под напряжением, если это не разрешено и не запланировано. Безопасность важнее графика.
24. Расскажите о проекте, которым вы гордитесь.
«Я разработал плату мониторинга батареи для портативного прибора. Требовалось обеспечить год работы в режиме ожидания от батарейки-таблетки. Я выбрал стабилизатор с низким током утечки и режимы сна, измерил 8 микроампер в режиме ожидания и проверил работу по температуре. В первом прототипе был путь утечки через подтягивающий резистор, который я нашёл токовым пробником и исправил в следующей ревизии.»
Выберите свой проект с требованием, вашими решениями, проблемой и результатом.
Расчёты для тренировки на доске
| Задача | Проверка |
|---|---|
| Параллельное и последовательное соединение резисторов | Сопротивления 1 и 2 килоома |
| Частота среза RC-фильтра низких частот | f = 1 / (2 pi R C) |
| Усиление операционного усилителя | Инвертирующий против неинвертирующего |
| Мощность на резисторе | P = I в квадрате x R = V в квадрате / R |
| Резистор для светодиода | R = (Vsupply - Vf) / I |
Как подготовиться
Повторите основы с карандашом и бумагой и убедитесь, что можете объяснить каждый ответ простыми словами. Подготовьте разбор одного проекта, включая допущенные ошибки. Изучите стандарты, применимые к вашей роли, например IEC, IEEE или NEC. Для поведенческой части смотрите наши материалы: вопросы на решение проблем, ситуационные вопросы и руководство для технического программного менеджера о кросс-командных проектах.
Тренируйтесь объяснять вслух и перечитывайте запись, чтобы найти пропущенные шаги. Соблюдайте правила работодателя об использовании ИИ-инструментов на любом живом интервью.
Практикуйте ответы на собеседовании по инженерии с YesToTheOffer
Проведите пробное техническое собеседование, объясните свои проекты вслух и просмотрите расшифровку afterward. 30 бесплатных минут, без подписки.
