Calculadora Capacitancia de la puerta

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Optimización de materiales VLSI

Diseño VLSI analógico

✖La carga del canal se define como la fuerza que experimenta una materia cuando se coloca en un campo electromagnético.ⓘ Cargo del canal [Q_ch]			+10% -10%
✖El voltaje de puerta a canal se define como la resistencia en estado encendido de la fuente de drenaje es mayor que el valor nominal cuando el voltaje de puerta está alrededor del voltaje umbral.ⓘ Voltaje de puerta a canal [V_gc]			+10% -10%
✖El voltaje umbral del transistor es la puerta mínima al voltaje de fuente requerida para crear una ruta conductora entre los terminales de fuente y drenaje.ⓘ Voltaje umbral [V_t]			+10% -10%

✖La capacitancia de puerta es la capacitancia del terminal de puerta de un transistor de efecto de campo.ⓘ Capacitancia de la puerta [C_g]

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Fórmula

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Capacitancia de la puerta

Fórmula

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

Ejemplo

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

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Capacitancia de la puerta Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Capacitancia de puerta = Cargo del canal/(Voltaje de puerta a canal-Voltaje umbral)
C_g = Q_ch/(V_gc-V_t)
Esta fórmula usa 4 Variables

Variables utilizadas

Capacitancia de puerta - (Medido en Faradio) - La capacitancia de puerta es la capacitancia del terminal de puerta de un transistor de efecto de campo.
Cargo del canal - (Medido en Culombio) - La carga del canal se define como la fuerza que experimenta una materia cuando se coloca en un campo electromagnético.
Voltaje de puerta a canal - (Medido en Voltio) - El voltaje de puerta a canal se define como la resistencia en estado encendido de la fuente de drenaje es mayor que el valor nominal cuando el voltaje de puerta está alrededor del voltaje umbral.
Voltaje umbral - (Medido en Voltio) - El voltaje umbral del transistor es la puerta mínima al voltaje de fuente requerida para crear una ruta conductora entre los terminales de fuente y drenaje.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Cargo del canal: 0.4 miliculombio --> 0.0004 Culombio (Verifique la conversión aquí)
Voltaje de puerta a canal: 7.011 Voltio --> 7.011 Voltio No se requiere conversión
Voltaje umbral: 0.3 Voltio --> 0.3 Voltio No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

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

Evaluar ... ...

C_g = 5.96036358217851E-05

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

5.96036358217851E-05 Faradio -->59.6036358217851 Microfaradio (Verifique la conversión aquí)

RESPUESTA FINAL

59.6036358217851 ≈ 59.60364 Microfaradio <-- Capacitancia de puerta

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Shobhit Dimri

Instituto de Tecnología Bipin Tripathi Kumaon (BTKIT), Dwarahat

¡Shobhit Dimri ha creado esta calculadora y 900+ más calculadoras!

Verificada por Urvi Rathod

Facultad de Ingeniería del Gobierno de Vishwakarma (VGEC), Ahmedabad

¡Urvi Rathod ha verificado esta calculadora y 1900+ más calculadoras!

< 25 Optimización de materiales VLSI Calculadoras

Región de agotamiento masivo Densidad de carga VLSI

Vamos Densidad de carga de la región de agotamiento masivo = -(1-((Extensión lateral de la región de agotamiento con fuente+Extensión lateral de la región de agotamiento con drenaje)/(2*Longitud del canal)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentración de aceptor*abs(2*Potencial de superficie))

Coeficiente de efecto corporal

Vamos Coeficiente de efecto corporal = modulus((Voltaje umbral-Tensión umbral DIBL)/(sqrt(Potencial de superficie+(Diferencia de potencial del cuerpo fuente))-sqrt(Potencial de superficie)))

Voltaje incorporado de unión VLSI

Vamos Voltaje incorporado de unión = ([BoltZ]*Temperatura/[Charge-e])*ln(Concentración de aceptor*Concentración de donantes/(Concentración intrínseca)^2)

Profundidad de agotamiento de la unión PN con fuente VLSI

Vamos Profundidad de agotamiento de la unión Pn con fuente = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Voltaje incorporado de unión)/([Charge-e]*Concentración de aceptor))

Capacitancia parasitaria total de la fuente

Vamos Capacitancia parásita de fuente = (Capacitancia entre la unión del cuerpo y la fuente.*Área de difusión de fuentes)+(Capacitancia entre la unión del cuerpo y la pared lateral.*Perímetro de difusión de la fuente en la pared lateral)

Corriente de saturación de canal corto VLSI

Vamos Corriente de saturación de canal corto = Ancho de banda*Velocidad de deriva de electrones de saturación*Capacitancia de óxido por unidad de área*Voltaje de fuente de drenaje de saturación

Corriente de unión

Vamos Corriente de unión = (Energía estática/Voltaje base del colector)-(Corriente subumbral+Contención actual+Corriente de puerta)

Potencial de superficie

Vamos Potencial de superficie = 2*Diferencia de potencial del cuerpo fuente*ln(Concentración de aceptor/Concentración intrínseca)

Longitud de puerta usando la capacitancia de óxido de puerta

Vamos Longitud de la puerta = Capacitancia de puerta/(Capacitancia de la capa de óxido de puerta*Ancho de la puerta)

Capacitancia de óxido de puerta

Vamos Capacitancia de la capa de óxido de puerta = Capacitancia de puerta/(Ancho de la puerta*Longitud de la puerta)

Pendiente subumbral

Vamos Pendiente subumbral = Diferencia de potencial del cuerpo fuente*Coeficiente DIBL*ln(10)

Coeficiente DIBL

Vamos Coeficiente DIBL = (Tensión umbral DIBL-Voltaje umbral)/Drenar a la fuente potencial

Capacitancia de la puerta

Vamos Capacitancia de puerta = Cargo del canal/(Voltaje de puerta a canal-Voltaje umbral)

Voltaje de umbral

Vamos Voltaje umbral = Voltaje de puerta a canal-(Cargo del canal/Capacitancia de puerta)

Carga de canal

Vamos Cargo del canal = Capacitancia de puerta*(Voltaje de puerta a canal-Voltaje umbral)

Voltaje de umbral cuando la fuente está en el potencial del cuerpo

Vamos Tensión umbral DIBL = Coeficiente DIBL*Drenar a la fuente potencial+Voltaje umbral

Capacitancia de óxido después de VLSI de escala completa

Vamos Capacitancia de óxido después del escalado completo = Capacitancia de óxido por unidad de área*Factor de escala

Espesor del óxido de compuerta después del VLSI de escala completa

Vamos Espesor del óxido de puerta después del escalado completo = Espesor del óxido de la puerta/Factor de escala

Capacitancia de puerta intrínseca

Vamos Capacitancia de superposición de puerta MOS = Capacitancia de puerta MOS*Ancho de transición

Profundidad de unión después de VLSI de escala completa

Vamos Profundidad de unión después de la escala completa = Profundidad de unión/Factor de escala

Longitud del canal después del VLSI de escala completa

Vamos Longitud del canal después de la escala completa = Longitud del canal/Factor de escala

Ancho del canal después del VLSI de escala completa

Vamos Ancho del canal después de la escala completa = Ancho de banda/Factor de escala

Voltaje crítico

Vamos Voltaje crítico = Campo eléctrico crítico*Campo eléctrico a lo largo del canal

Movilidad en Mosfet

Vamos Movilidad en MOSFET = k primer/Capacitancia de la capa de óxido de puerta

K-Prime

Vamos k primer = Movilidad en MOSFET*Capacitancia de la capa de óxido de puerta

Capacitancia de la puerta Fórmula

Capacitancia de puerta = Cargo del canal/(Voltaje de puerta a canal-Voltaje umbral)
C_g = Q_ch/(V_gc-V_t)

¿Cuáles son las aplicaciones del cálculo de la capacitancia de puerta en VLSI?

Calcular la capacitancia de la puerta en (VLSI) es crucial para optimizar el consumo de energía y la integridad de la señal. Ayuda a diseñar circuitos CMOS eficientes, determinar retrasos y minimizar la potencia de conmutación. Este conocimiento es vital para lograr circuitos integrados de bajo consumo y alto rendimiento en aplicaciones como teléfonos inteligentes, dispositivos IoT y microprocesadores.

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