Schwellenspannung CMOS Taschenrechner

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✖Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias CMOS ist definiert als die Schwellenspannung des NMOS, wenn der Substratanschluss auf Massespannung (0) liegt.ⓘ Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias [V_T0,n]			+10% -10%
✖Das Transkonduktanzverhältnis von CMOS ist definiert als das Verhältnis der Transkonduktanz von NMOS zu PMOS.ⓘ Transkonduktanzverhältnis [K_r]			+10% -10%
✖Die Versorgungsspannung des CMOS ist definiert als die Versorgungsspannung, die an den Source-Anschluss des PMOS angelegt wird.ⓘ Versorgungsspannung [V_DD]			+10% -10%
✖Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias CMOS ist definiert als die Schwellenspannung des PMOS, wenn der Substratanschluss auf Massespannung (0) liegt.ⓘ Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias [V_T0,p]			+10% -10%

✖Die Schwellenspannung des CMOS ist als die erforderliche minimale Gate-Spannung zum Einschalten des CMOS definiert.ⓘ Schwellenspannung CMOS [V_th]

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Formel

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Schwellenspannung CMOS

Formel

`"V"_{"th"} = ("V"_{"T0,n"}+sqrt(1/"K"_{"r"})*("V"_{"DD"}+("V"_{"T0,p"})))/(1+sqrt(1/"K"_{"r"}))`

Beispiel

`"1.374852V"=("0.6V"+sqrt(1/"2.5")*("3.3V"+("-0.7V")))/(1+sqrt(1/"2.5"))`

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Schwellenspannung CMOS Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Grenzspannung = (Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias+sqrt(1/Transkonduktanzverhältnis)*(Versorgungsspannung+(Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias)))/(1+sqrt(1/Transkonduktanzverhältnis))
V_th = (V_T0,n+sqrt(1/K_r)*(V_DD+(V_T0,p)))/(1+sqrt(1/K_r))
Diese formel verwendet 1 Funktionen, 5 Variablen

Verwendete Funktionen

sqrt - Eine Quadratwurzelfunktion ist eine Funktion, die eine nicht negative Zahl als Eingabe verwendet und die Quadratwurzel der gegebenen Eingabezahl zurückgibt., sqrt(Number)

Verwendete Variablen

Grenzspannung - (Gemessen in Volt) - Die Schwellenspannung des CMOS ist als die erforderliche minimale Gate-Spannung zum Einschalten des CMOS definiert.
Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias - (Gemessen in Volt) - Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias CMOS ist definiert als die Schwellenspannung des NMOS, wenn der Substratanschluss auf Massespannung (0) liegt.
Transkonduktanzverhältnis - Das Transkonduktanzverhältnis von CMOS ist definiert als das Verhältnis der Transkonduktanz von NMOS zu PMOS.
Versorgungsspannung - (Gemessen in Volt) - Die Versorgungsspannung des CMOS ist definiert als die Versorgungsspannung, die an den Source-Anschluss des PMOS angelegt wird.
Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias - (Gemessen in Volt) - Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias CMOS ist definiert als die Schwellenspannung des PMOS, wenn der Substratanschluss auf Massespannung (0) liegt.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias: 0.6 Volt --> 0.6 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Transkonduktanzverhältnis: 2.5 --> Keine Konvertierung erforderlich
Versorgungsspannung: 3.3 Volt --> 3.3 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias: -0.7 Volt --> -0.7 Volt Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

V_th = (V_T0,n+sqrt(1/K_r)*(V_DD+(V_T0,p)))/(1+sqrt(1/K_r)) --> (0.6+sqrt(1/2.5)*(3.3+((-0.7))))/(1+sqrt(1/2.5))

Auswerten ... ...

V_th = 1.37485177344559

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

1.37485177344559 Volt --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

1.37485177344559 ≈ 1.374852 Volt <-- Grenzspannung

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Priyanka Patel

Lalbhai Dalpatbhai College für Ingenieurwissenschaften (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel hat diesen Rechner und 25+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Parminder Singh

Chandigarh-Universität (KU), Punjab

Parminder Singh hat diesen Rechner und 600+ weitere Rechner verifiziert!

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Ausbreitungsverzögerung für Übergangs-CMOS von niedriger zu hoher Ausgangsleistung

Gehen Zeit für den Übergang der Ausgabe von niedrig nach hoch = (Ladekapazität/(Transkonduktanz von PMOS*(Versorgungsspannung-abs(Schwellenspannung von PMOS mit Body Bias))))*(((2*abs(Schwellenspannung von PMOS mit Body Bias))/(Versorgungsspannung-abs(Schwellenspannung von PMOS mit Body Bias)))+ln((4*(Versorgungsspannung-abs(Schwellenspannung von PMOS mit Body Bias))/Versorgungsspannung)-1))

Ausbreitungsverzögerung für CMOS mit Übergang von hoher zu niedriger Ausgangsleistung

Gehen Zeit für den Übergang der Ausgabe von hoch nach niedrig = (Ladekapazität/(Transkonduktanz von NMOS*(Versorgungsspannung-Schwellenspannung von NMOS mit Body Bias)))*((2*Schwellenspannung von NMOS mit Body Bias/(Versorgungsspannung-Schwellenspannung von NMOS mit Body Bias))+ln((4*(Versorgungsspannung-Schwellenspannung von NMOS mit Body Bias)/Versorgungsspannung)-1))

Widerstandslast, minimale Ausgangsspannung CMOS

Gehen Minimale Ausgangsspannung der ohmschen Last = Versorgungsspannung-Null-Vorspannungsschwellenspannung+(1/(Transkonduktanz von NMOS*Lastwiderstand))-sqrt((Versorgungsspannung-Null-Vorspannungsschwellenspannung+(1/(Transkonduktanz von NMOS*Lastwiderstand)))^2-(2*Versorgungsspannung/(Transkonduktanz von NMOS*Lastwiderstand)))

Maximale Eingangsspannung CMOS

Gehen Maximale Eingangsspannung CMOS = (2*Ausgangsspannung für maximalen Eingang+(Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias)-Versorgungsspannung+Transkonduktanzverhältnis*Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias)/(1+Transkonduktanzverhältnis)

Widerstandslast, minimale Eingangsspannung CMOS

Gehen Minimale Eingangsspannung der ohmschen Last = Null-Vorspannungsschwellenspannung+sqrt((8*Versorgungsspannung)/(3*Transkonduktanz von NMOS*Lastwiderstand))-(1/(Transkonduktanz von NMOS*Lastwiderstand))

Schwellenspannung CMOS

Gehen Grenzspannung = (Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias+sqrt(1/Transkonduktanzverhältnis)*(Versorgungsspannung+(Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias)))/(1+sqrt(1/Transkonduktanzverhältnis))

Minimale Eingangsspannung CMOS

Gehen Minimale Eingangsspannung = (Versorgungsspannung+(Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias)+Transkonduktanzverhältnis*(2*Ausgangsspannung+Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias))/(1+Transkonduktanzverhältnis)

Lastkapazität des kaskadierten Inverter-CMOS

Gehen Ladekapazität = Gate-Drain-Kapazität von PMOS+Gate-Drain-Kapazität von NMOS+Entleeren Sie die Massenkapazität des PMOS+Entleeren Sie die Massenkapazität von NMOS+Interne Kapazität+Gate-Kapazität

Von der Stromversorgung gelieferte Energie

Gehen Von der Stromversorgung gelieferte Energie = int(Versorgungsspannung*Momentaner Drainstrom*x,x,0,Ladeintervall des Kondensators)

Durchschnittliche Ausbreitungsverzögerung CMOS

Gehen Durchschnittliche Ausbreitungsverzögerung = (Zeit für den Übergang der Ausgabe von hoch nach niedrig+Zeit für den Übergang der Ausgabe von niedrig nach hoch)/2

Widerstandslast Maximale Eingangsspannung CMOS

Gehen Widerstandslast Maximale Eingangsspannung CMOS = Null-Vorspannungsschwellenspannung+(1/(Transkonduktanz von NMOS*Lastwiderstand))

Durchschnittliche Verlustleistung CMOS

Gehen Durchschnittliche Verlustleistung = Ladekapazität*(Versorgungsspannung)^2*Frequenz

Schwingungsperiode Ringoszillator CMOS

Gehen Schwingungsperiode = 2*Anzahl der Stufen des Ringoszillators*Durchschnittliche Ausbreitungsverzögerung

Maximale Eingangsspannung für symmetrisches CMOS

Gehen Maximale Eingangsspannung = (3*Versorgungsspannung+2*Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias)/8

Minimale Eingangsspannung für symmetrisches CMOS

Gehen Minimale Eingangsspannung = (5*Versorgungsspannung-2*Schwellenspannung von NMOS ohne Body Bias)/8

Rauschmarge für Hochsignal-CMOS

Gehen Rauschmarge für hohes Signal = Maximale Ausgangsspannung-Minimale Eingangsspannung

Transkonduktanzverhältnis CMOS

Gehen Transkonduktanzverhältnis = Transkonduktanz von NMOS/Transkonduktanz von PMOS

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