Calculadora Retraso de propagación para CMOS de transición de salida baja a alta

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✖La capacitancia de carga del inversor CMOS se define como capacitancias combinadas en una capacitancia lineal concentrada equivalente.ⓘ Capacitancia de carga [C_load]			+10% -10%
✖La transconductancia de PMOS en CMOS se define como la multiplicación de la movilidad de los electrones, la relación ancho-largo de PMOS y la capacitancia de óxido.ⓘ Transconductancia de PMOS [K_p]			+10% -10%
✖El voltaje de suministro de CMOS se define como el voltaje de suministro proporcionado al terminal fuente del PMOS.ⓘ Voltaje de suministro [V_DD]			+10% -10%
✖El voltaje umbral de PMOS con polarización del cuerpo se define como el valor del voltaje de compuerta mínimo requerido para PMOS cuando el sustrato no está en el potencial de tierra.ⓘ Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal [V_T,p]			+10% -10%

✖El tiempo para la transición de salida de bajo a alto se define como el tiempo necesario para que el voltaje de salida aumente de VOL al nivel V50%.ⓘ Retraso de propagación para CMOS de transición de salida baja a alta [ζ_PLH]

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Fórmula

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Retraso de propagación para CMOS de transición de salida baja a alta

Fórmula

`"ζ"_{"PLH"} = ("C"_{"load"}/("K"_{"p"}*("V"_{"DD"}-abs("V"_{"T,p"}))))*(((2*abs("V"_{"T,p"}))/("V"_{"DD"}-abs("V"_{"T,p"})))+ln((4*("V"_{"DD"}-abs("V"_{"T,p"}))/"V"_{"DD"})-1))`

Ejemplo

`"0.006183ns"=("0.85fF"/("80µA/V²"*("3.3V"-abs("-0.9V"))))*(((2*abs("-0.9V"))/("3.3V"-abs("-0.9V")))+ln((4*("3.3V"-abs("-0.9V"))/"3.3V")-1))`

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Retraso de propagación para CMOS de transición de salida baja a alta Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Es hora de una transición de producción baja a alta = (Capacitancia de carga/(Transconductancia de PMOS*(Voltaje de suministro-abs(Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal))))*(((2*abs(Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal))/(Voltaje de suministro-abs(Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal)))+ln((4*(Voltaje de suministro-abs(Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal))/Voltaje de suministro)-1))
ζ_PLH = (C_load/(K_p*(V_DD-abs(V_T,p))))*(((2*abs(V_T,p))/(V_DD-abs(V_T,p)))+ln((4*(V_DD-abs(V_T,p))/V_DD)-1))
Esta fórmula usa 2 Funciones, 5 Variables

Funciones utilizadas

ln - El logaritmo natural, también conocido como logaritmo en base e, es la función inversa de la función exponencial natural., ln(Number)
abs - El valor absoluto de un número es su distancia del cero en la recta numérica. Siempre es un valor positivo, ya que representa la magnitud de un número sin considerar su dirección., abs(Number)

Variables utilizadas

Es hora de una transición de producción baja a alta - (Medido en Segundo) - El tiempo para la transición de salida de bajo a alto se define como el tiempo necesario para que el voltaje de salida aumente de VOL al nivel V50%.
Capacitancia de carga - (Medido en Faradio) - La capacitancia de carga del inversor CMOS se define como capacitancias combinadas en una capacitancia lineal concentrada equivalente.
Transconductancia de PMOS - (Medido en Amperio por voltio cuadrado) - La transconductancia de PMOS en CMOS se define como la multiplicación de la movilidad de los electrones, la relación ancho-largo de PMOS y la capacitancia de óxido.
Voltaje de suministro - (Medido en Voltio) - El voltaje de suministro de CMOS se define como el voltaje de suministro proporcionado al terminal fuente del PMOS.
Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal - (Medido en Voltio) - El voltaje umbral de PMOS con polarización del cuerpo se define como el valor del voltaje de compuerta mínimo requerido para PMOS cuando el sustrato no está en el potencial de tierra.

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

Capacitancia de carga: 0.85 Femtofaradio --> 8.5E-16 Faradio (Verifique la conversión aquí)
Transconductancia de PMOS: 80 Microamperio por voltio cuadrado --> 8E-05 Amperio por voltio cuadrado (Verifique la conversión aquí)
Voltaje de suministro: 3.3 Voltio --> 3.3 Voltio No se requiere conversión
Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal: -0.9 Voltio --> -0.9 Voltio No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

ζ_PLH = (C_load/(K_p*(V_DD-abs(V_T,p))))*(((2*abs(V_T,p))/(V_DD-abs(V_T,p)))+ln((4*(V_DD-abs(V_T,p))/V_DD)-1)) --> (8.5E-16/(8E-05*(3.3-abs((-0.9)))))*(((2*abs((-0.9)))/(3.3-abs((-0.9))))+ln((4*(3.3-abs((-0.9)))/3.3)-1))

Evaluar ... ...

ζ_PLH = 6.18298484472028E-12

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

6.18298484472028E-12 Segundo -->0.00618298484472028 nanosegundo (Verifique la conversión aquí)

RESPUESTA FINAL

0.00618298484472028 ≈ 0.006183 nanosegundo <-- Es hora de una transición de producción baja a alta

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Priyanka Patel

Facultad de ingeniería Lalbhai Dalpatbhai (LDCE), Ahmedabad

¡Priyanka Patel ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

Verificada por parminder singh

Universidad de Chandigarh (CU), Punjab

¡parminder singh ha verificado esta calculadora y 600+ más calculadoras!

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Retraso de propagación para CMOS de transición de salida baja a alta

Vamos Es hora de una transición de producción baja a alta = (Capacitancia de carga/(Transconductancia de PMOS*(Voltaje de suministro-abs(Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal))))*(((2*abs(Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal))/(Voltaje de suministro-abs(Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal)))+ln((4*(Voltaje de suministro-abs(Voltaje umbral de PMOS con polarización corporal))/Voltaje de suministro)-1))

Retardo de propagación para CMOS de transición de salida alta a baja

Vamos Es hora de una transición de producción alta a baja = (Capacitancia de carga/(Transconductancia de NMOS*(Voltaje de suministro-Voltaje umbral de NMOS con polarización corporal)))*((2*Voltaje umbral de NMOS con polarización corporal/(Voltaje de suministro-Voltaje umbral de NMOS con polarización corporal))+ln((4*(Voltaje de suministro-Voltaje umbral de NMOS con polarización corporal)/Voltaje de suministro)-1))

Carga resistiva Tensión mínima de salida CMOS

Vamos Tensión de salida mínima de carga resistiva = Voltaje de suministro-Voltaje de umbral de polarización cero+(1/(Transconductancia de NMOS*Resistencia de carga))-sqrt((Voltaje de suministro-Voltaje de umbral de polarización cero+(1/(Transconductancia de NMOS*Resistencia de carga)))^2-(2*Tensión de alimentación/(Transconductancia de NMOS*Resistencia de carga)))

Voltaje de entrada máximo CMOS

Vamos Voltaje de entrada máximo CMOS = (2*Voltaje de salida para entrada máxima+(Voltaje umbral de PMOS sin polarización corporal)-Voltaje de suministro+Relación de transconductancia*Voltaje umbral de NMOS sin polarización corporal)/(1+Relación de transconductancia)

Voltaje umbral CMOS

Vamos Voltaje umbral = (Voltaje umbral de NMOS sin polarización corporal+sqrt(1/Relación de transconductancia)*(Voltaje de suministro+(Voltaje umbral de PMOS sin polarización corporal)))/(1+sqrt(1/Relación de transconductancia))

Carga resistiva Tensión mínima de entrada CMOS

Vamos Voltaje de entrada mínimo de carga resistiva = Voltaje de umbral de polarización cero+sqrt((8*Voltaje de suministro)/(3*Transconductancia de NMOS*Resistencia de carga))-(1/(Transconductancia de NMOS*Resistencia de carga))

Voltaje de entrada mínimo CMOS

Vamos Voltaje mínimo de entrada = (Voltaje de suministro+(Voltaje umbral de PMOS sin polarización corporal)+Relación de transconductancia*(2*Tensión de salida+Voltaje umbral de NMOS sin polarización corporal))/(1+Relación de transconductancia)

Capacitancia de carga del inversor CMOS en cascada

Vamos Capacitancia de carga = Capacitancia de drenaje de compuerta de PMOS+Capacitancia de drenaje de puerta de NMOS+Drenar la capacitancia masiva de PMOS+Drenar la capacitancia masiva de NMOS+Capacitancia interna+Capacitancia de puerta

Energía entregada por la fuente de alimentación

Vamos Energía entregada por la fuente de alimentación = int(Voltaje de suministro*Corriente de drenaje instantánea*x,x,0,Intervalo de carga del condensador)

Carga resistiva Voltaje máximo de entrada CMOS

Vamos Carga resistiva Voltaje máximo de entrada CMOS = Voltaje de umbral de polarización cero+(1/(Transconductancia de NMOS*Resistencia de carga))

Retardo de propagación promedio CMOS

Vamos Retraso promedio de propagación = (Es hora de una transición de producción alta a baja+Es hora de una transición de producción baja a alta)/2

CMOS de disipación de potencia promedio

Vamos Disipación de energía promedio = Capacitancia de carga*(Voltaje de suministro)^2*Frecuencia

Voltaje de entrada máximo para CMOS simétrico

Vamos Voltaje de entrada máximo = (3*Voltaje de suministro+2*Voltaje umbral de NMOS sin polarización corporal)/8

Voltaje de entrada mínimo para CMOS simétrico

Vamos Voltaje mínimo de entrada = (5*Voltaje de suministro-2*Voltaje umbral de NMOS sin polarización corporal)/8

Período de oscilación Oscilador en anillo CMOS

Vamos Período de oscilación = 2*Número de etapas del oscilador en anillo*Retraso promedio de propagación

Margen de ruido para CMOS de alta señal

Vamos Margen de ruido para señal alta = Voltaje máximo de salida-Voltaje mínimo de entrada

Relación de transconductancia CMOS

Vamos Relación de transconductancia = Transconductancia de NMOS/Transconductancia de PMOS

Retraso de propagación para CMOS de transición de salida baja a alta Fórmula

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