Gate-Leckage durch das Gate-Dielektrikum Taschenrechner

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Eigenschaften der CMOS-Schaltung

✖Die statische CMOS-Leistung ist definiert als der Leckstrom aufgrund des sehr geringen statischen Stromverbrauchs in CMOS-Geräten.ⓘ Statische CMOS-Leistung [P_st]			+10% -10%
✖Die Basiskollektorspannung ist ein entscheidender Parameter bei der Transistorvorspannung. Es bezieht sich auf die Spannungsdifferenz zwischen den Basis- und Kollektoranschlüssen des Transistors, wenn dieser sich in seinem aktiven Zustand befindet.ⓘ Basiskollektorspannung [V_bc]			+10% -10%
✖Der Subthreshold-Strom ist ein Leckstrom unterhalb des Thresholds durch ausgeschaltete Transistoren.ⓘ Unterschwelliger Strom [i_st]			+10% -10%
✖Der Konkurrenzstrom ist definiert als der Konkurrenzstrom, der in den proportionalen Stromkreisen auftritt.ⓘ Konflikt aktuell [i_con]			+10% -10%
✖Der Sperrschichtstrom ist ein Sperrschichtleckstrom aus Source/Drain-Diffusionen.ⓘ Kreuzungsstrom [i_j]			+10% -10%

✖Als Gate-Strom wird definiert, wenn zwischen den Gate- und Source-Anschlüssen keine Spannung anliegt und aufgrund der sehr hohen Drain-Source-Impedanz außer dem Leckstrom kein Strom im Drain fließt.ⓘ Gate-Leckage durch das Gate-Dielektrikum [i_g]

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Formel

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Gate-Leckage durch das Gate-Dielektrikum

Formel

`"i"_{"g"} = ("P"_{"st"}/"V"_{"bc"})-("i"_{"st"}+"i"_{"con"}+"i"_{"j"})`

Beispiel

`"4.501485mA"=("67.37mW"/"2.02V")-("1.6mA"+"25.75mA"+"1.5mA")`

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Gate-Leckage durch das Gate-Dielektrikum Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Gate-Strom = (Statische CMOS-Leistung/Basiskollektorspannung)-(Unterschwelliger Strom+Konflikt aktuell+Kreuzungsstrom)
i_g = (P_st/V_bc)-(i_st+i_con+i_j)
Diese formel verwendet 6 Variablen

Verwendete Variablen

Gate-Strom - (Gemessen in Ampere) - Als Gate-Strom wird definiert, wenn zwischen den Gate- und Source-Anschlüssen keine Spannung anliegt und aufgrund der sehr hohen Drain-Source-Impedanz außer dem Leckstrom kein Strom im Drain fließt.
Statische CMOS-Leistung - (Gemessen in Watt) - Die statische CMOS-Leistung ist definiert als der Leckstrom aufgrund des sehr geringen statischen Stromverbrauchs in CMOS-Geräten.
Basiskollektorspannung - (Gemessen in Volt) - Die Basiskollektorspannung ist ein entscheidender Parameter bei der Transistorvorspannung. Es bezieht sich auf die Spannungsdifferenz zwischen den Basis- und Kollektoranschlüssen des Transistors, wenn dieser sich in seinem aktiven Zustand befindet.
Unterschwelliger Strom - (Gemessen in Ampere) - Der Subthreshold-Strom ist ein Leckstrom unterhalb des Thresholds durch ausgeschaltete Transistoren.
Konflikt aktuell - (Gemessen in Ampere) - Der Konkurrenzstrom ist definiert als der Konkurrenzstrom, der in den proportionalen Stromkreisen auftritt.
Kreuzungsstrom - (Gemessen in Ampere) - Der Sperrschichtstrom ist ein Sperrschichtleckstrom aus Source/Drain-Diffusionen.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Statische CMOS-Leistung: 67.37 Milliwatt --> 0.06737 Watt (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Basiskollektorspannung: 2.02 Volt --> 2.02 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Unterschwelliger Strom: 1.6 Milliampere --> 0.0016 Ampere (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Konflikt aktuell: 25.75 Milliampere --> 0.02575 Ampere (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Kreuzungsstrom: 1.5 Milliampere --> 0.0015 Ampere (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

i_g = (P_st/V_bc)-(i_st+i_con+i_j) --> (0.06737/2.02)-(0.0016+0.02575+0.0015)

Auswerten ... ...

i_g = 0.00450148514851485

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

0.00450148514851485 Ampere -->4.50148514851485 Milliampere (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

4.50148514851485 ≈ 4.501485 Milliampere <-- Gate-Strom

(Berechnung in 00.020 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!

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Tore auf kritischem Pfad

Gehen Gates auf kritischem Weg = Auslastungsgrad*(Aus Strom*(10^Basiskollektorspannung))/(Kapazität von Gate zu Kanal*[BoltZ]*Basiskollektorspannung)

Unterschwelliger Leckstrom durch AUS-Transistoren

Gehen Unterschwelliger Strom = (Statische CMOS-Leistung/Basiskollektorspannung)-(Gate-Strom+Konflikt aktuell+Kreuzungsstrom)

Konkurrenzstrom in verhältnismäßigen Schaltungen

Gehen Konflikt aktuell = (Statische CMOS-Leistung/Basiskollektorspannung)-(Unterschwelliger Strom+Gate-Strom+Kreuzungsstrom)

Gate-Leckage durch das Gate-Dielektrikum

Gehen Gate-Strom = (Statische CMOS-Leistung/Basiskollektorspannung)-(Unterschwelliger Strom+Konflikt aktuell+Kreuzungsstrom)

Ausgangsumschaltung bei Laststromverbrauch

Gehen Ausgangsumschaltung = Stromverbrauch der kapazitiven Last/(Externe Lastkapazität*Versorgungsspannung^2*Ausgangssignalfrequenz)

Leistungsaufnahme der kapazitiven Last

Gehen Stromverbrauch der kapazitiven Last = Externe Lastkapazität*Versorgungsspannung^2*Ausgangssignalfrequenz*Ausgangsumschaltung

Stromversorgungsunterdrückungsverhältnis

Gehen Unterdrückungsverhältnis der Stromversorgung = 20*log10(Welligkeit der Eingangsspannung/Ausgangsspannungswelligkeit)

Aktivitätsfaktor

Gehen Aktivitätsfaktor = Schaltleistung/(Kapazität*Basiskollektorspannung^2*Frequenz)

Schaltleistung

Gehen Schaltleistung = Aktivitätsfaktor*(Kapazität*Basiskollektorspannung^2*Frequenz)

Schaltleistung in CMOS

Gehen Schaltleistung = (Positive Spannung^2)*Frequenz*Kapazität

Schalten von Energie im CMOS

Gehen Schaltenergie im CMOS = Gesamtenergie im CMOS-Leckageenergie im CMOS

Gesamtenergie in CMOS

Gehen Gesamtenergie im CMOS = Schaltenergie im CMOS+Leckageenergie im CMOS

Leckagenergie im CMOS

Gehen Leckageenergie im CMOS = Gesamtenergie im CMOS-Schaltenergie im CMOS

Statische Leistung im CMOS

Gehen Statische CMOS-Leistung = Totale Kraft-Dynamische Kraft

Gesamtleistung im CMOS

Gehen Totale Kraft = Statische CMOS-Leistung+Dynamische Kraft

Dynamische Leistung im CMOS

Gehen Dynamische Kraft = Kurzschlussstrom+Schaltleistung

Kurzschlussstrom im CMOS

Gehen Kurzschlussstrom = Dynamische Kraft-Schaltleistung

Gate-Leckage durch das Gate-Dielektrikum Formel

Gate-Strom = (Statische CMOS-Leistung/Basiskollektorspannung)-(Unterschwelliger Strom+Konflikt aktuell+Kreuzungsstrom)
i_g = (P_st/V_bc)-(i_st+i_con+i_j)

Ist der MOSFET ein Stromregelgerät?

Der MOSFET ist wie der FET ein spannungsgesteuertes Gerät. Ein Spannungseingang am Gate steuert den Stromfluss von Source zu Drain. Das Gate zieht keinen Dauerstrom.

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