Gate-Kapazität Taschenrechner

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VLSI-Materialoptimierung

Analoges VLSI-Design

✖Kanalladung ist definiert als die Kraft, die eine Materie erfährt, wenn sie in ein elektromagnetisches Feld gebracht wird.ⓘ Kanalgebühr [Q_ch]			+10% -10%
✖Die Gate-zu-Kanal-Spannung ist definiert als der Drain-Source-Einschaltwiderstand, der größer als der Nennwert ist, wenn die Gate-Spannung in der Nähe der Schwellenspannung liegt.ⓘ Gate-zu-Kanal-Spannung [V_gc]			+10% -10%
✖Die Schwellenspannung des Transistors ist die minimale Gate-Source-Spannung, die erforderlich ist, um einen leitenden Pfad zwischen den Source- und Drain-Anschlüssen herzustellen.ⓘ Grenzspannung [V_t]			+10% -10%

✖Die Gate-Kapazität ist die Kapazität des Gate-Anschlusses eines Feldeffekttransistors.ⓘ Gate-Kapazität [C_g]

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Formel

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Gate-Kapazität

Formel

`"C"_{"g"} = "Q"_{"ch"}/("V"_{"gc"}-"V"_{"t"}) `

Beispiel

`"59.60364μF"="0.40mC"/("7.011V"-"0.3V") `

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Gate-Kapazität Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Gate-Kapazität = Kanalgebühr/(Gate-zu-Kanal-Spannung-Grenzspannung)
C_g = Q_ch/(V_gc-V_t)
Diese formel verwendet 4 Variablen

Verwendete Variablen

Gate-Kapazität - (Gemessen in Farad) - Die Gate-Kapazität ist die Kapazität des Gate-Anschlusses eines Feldeffekttransistors.
Kanalgebühr - (Gemessen in Coulomb) - Kanalladung ist definiert als die Kraft, die eine Materie erfährt, wenn sie in ein elektromagnetisches Feld gebracht wird.
Gate-zu-Kanal-Spannung - (Gemessen in Volt) - Die Gate-zu-Kanal-Spannung ist definiert als der Drain-Source-Einschaltwiderstand, der größer als der Nennwert ist, wenn die Gate-Spannung in der Nähe der Schwellenspannung liegt.
Grenzspannung - (Gemessen in Volt) - Die Schwellenspannung des Transistors ist die minimale Gate-Source-Spannung, die erforderlich ist, um einen leitenden Pfad zwischen den Source- und Drain-Anschlüssen herzustellen.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Kanalgebühr: 0.4 Millicoulomb --> 0.0004 Coulomb (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Gate-zu-Kanal-Spannung: 7.011 Volt --> 7.011 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Grenzspannung: 0.3 Volt --> 0.3 Volt Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

C_g = Q_ch/(V_gc-V_t) --> 0.0004/(7.011-0.3)

Auswerten ... ...

C_g = 5.96036358217851E-05

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

5.96036358217851E-05 Farad -->59.6036358217851 Mikrofarad (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

59.6036358217851 ≈ 59.60364 Mikrofarad <-- Gate-Kapazität

(Berechnung in 00.017 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Shobhit Dimri

Bipin Tripathi Kumaon Institut für Technologie (BTKIT), Dwarahat

Shobhit Dimri hat diesen Rechner und 900+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Urvi Rathod

Vishwakarma Government Engineering College (VGEC), Ahmedabad

Urvi Rathod hat diesen Rechner und 1900+ weitere Rechner verifiziert!

< 25 VLSI-Materialoptimierung Taschenrechner

Ladungsdichte der Bulk-Depletion-Region (VLSI).

Gehen Ladungsdichte der Bulk-Depletion-Region = -(1-((Laterale Ausdehnung der Verarmungsregion mit Quelle+Laterale Ausdehnung der Verarmungsregion mit Abfluss)/(2*Kanallänge)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Akzeptorkonzentration*abs(2*Oberflächenpotential))

Body-Effect-Koeffizient

Gehen Körpereffektkoeffizient = modulus((Grenzspannung-Schwellenspannung DIBL)/(sqrt(Oberflächenpotential+(Potenzialdifferenz des Quellkörpers))-sqrt(Oberflächenpotential)))

Anschluss integrierte Spannung VLSI

Gehen Eingebaute Anschlussspannung = ([BoltZ]*Temperatur/[Charge-e])*ln(Akzeptorkonzentration*Spenderkonzentration/(Intrinsische Konzentration)^2)

PN-Junction-Verarmungstiefe mit Quell-VLSI

Gehen Pn-Übergangsverarmungstiefe mit Quelle = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Eingebaute Anschlussspannung)/([Charge-e]*Akzeptorkonzentration))

Parasitäre Gesamtkapazitätsquelle

Gehen Quelle Parasitäre Kapazität = (Kapazität zwischen der Verbindung von Körper und Quelle*Bereich der Quellendiffusion)+(Kapazität zwischen der Verbindung von Körper und Seitenwand*Seitenwandumfang der Quellendiffusion)

Verbindungsstrom

Gehen Kreuzungsstrom = (Statische Leistung/Basiskollektorspannung)-(Strom unterhalb des Schwellenwerts+Konflikt aktuell+Gate-Strom)

Kurzkanal-Sättigungsstrom VLSI

Gehen Kurzkanal-Sättigungsstrom = Kanalbreite*Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit*Oxidkapazität pro Flächeneinheit*Sättigungs-Drain-Quellenspannung

Oberflächenpotential

Gehen Oberflächenpotential = 2*Potenzialdifferenz des Quellkörpers*ln(Akzeptorkonzentration/Intrinsische Konzentration)

Oxidkapazität nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Oxidkapazität nach vollständiger Skalierung = Oxidkapazität pro Flächeneinheit*Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Schwellenspannung, wenn die Quelle auf Körperpotential liegt

Gehen Schwellenspannung DIBL = DIBL-Koeffizient*Drain-to-Source-Potenzial+Grenzspannung

Steilheit unter der Schwelle

Gehen Unterschwellenneigung = Potenzialdifferenz des Quellkörpers*DIBL-Koeffizient*ln(10)

DIBL-Koeffizient

Gehen DIBL-Koeffizient = (Schwellenspannung DIBL-Grenzspannung)/Drain-to-Source-Potenzial

Verbindungstiefe nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Verbindungstiefe nach vollständiger Skalierung = Verbindungstiefe/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Gate-Oxiddicke nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Gate-Oxiddicke nach vollständiger Skalierung = Gate-Oxiddicke/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Gate-Kapazität

Gehen Gate-Kapazität = Kanalgebühr/(Gate-zu-Kanal-Spannung-Grenzspannung)

Grenzspannung

Gehen Grenzspannung = Gate-zu-Kanal-Spannung-(Kanalgebühr/Gate-Kapazität)

Gate-Länge unter Verwendung der Gate-Oxid-Kapazität

Gehen Torlänge = Gate-Kapazität/(Kapazität der Gate-Oxidschicht*Torbreite)

Gate-Oxid-Kapazität

Gehen Kapazität der Gate-Oxidschicht = Gate-Kapazität/(Torbreite*Torlänge)

Kanalladung

Gehen Kanalgebühr = Gate-Kapazität*(Gate-zu-Kanal-Spannung-Grenzspannung)

Kanalbreite nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Kanalbreite nach vollständiger Skalierung = Kanalbreite/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Kanallänge nach vollständiger Skalierung VLSI

Gehen Kanallänge nach vollständiger Skalierung = Kanallänge/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Kritische Spannung

Gehen Kritische Spannung = Kritisches elektrisches Feld*Elektrisches Feld über die Kanallänge

Eigene Gate-Kapazität

Gehen MOS-Gate-Überlappungskapazität = MOS-Gate-Kapazität*Übergangsbreite

Mobilität in Mosfet

Gehen Mobilität im MOSFET = K Prime/Kapazität der Gate-Oxidschicht

K-Prime

Gehen K Prime = Mobilität im MOSFET*Kapazität der Gate-Oxidschicht

Gate-Kapazität Formel

Gate-Kapazität = Kanalgebühr/(Gate-zu-Kanal-Spannung-Grenzspannung)
C_g = Q_ch/(V_gc-V_t)

Welche Anwendungen gibt es zur Berechnung der Gate-Kapazität in VLSI?

Die Berechnung der Gate-Kapazität (VLSI) ist entscheidend für die Optimierung des Stromverbrauchs und der Signalintegrität. Es hilft beim Entwurf effizienter CMOS-Schaltkreise, bei der Bestimmung von Verzögerungen und bei der Minimierung der Schaltleistung. Dieses Wissen ist von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung hochleistungsfähiger integrierter Schaltkreise mit geringem Stromverbrauch in Anwendungen wie Smartphones, IoT-Geräten und Mikroprozessoren.

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