Calculadora Tiempo de saturación

✖La capacitancia de carga es la capacitancia total conectada al terminal de salida del transistor, incluidos los componentes externos y la capacitancia parásita del MOSFET.ⓘ Capacitancia de carga [C_load]			+10% -10%
✖El parámetro del proceso de transconductancia es una constante específica del dispositivo que caracteriza la capacidad del transistor para convertir un cambio en el voltaje de la puerta en un cambio en la corriente de salida.ⓘ Parámetro del proceso de transconductancia [k_n]			+10% -10%
✖El alto voltaje de salida es el nivel máximo de voltaje que el transistor puede alcanzar en su terminal de salida cuando está completamente encendido (operando en saturación).ⓘ Alto voltaje de salida [V_OH]			+10% -10%
✖El voltaje umbral es el voltaje mínimo de puerta a fuente requerido en un MOSFET para "encenderlo" y permitir que fluya una corriente significativa.ⓘ Voltaje umbral [V_T]			+10% -10%

✖El tiempo de saturación es el tiempo que tarda el voltaje de salida de un MOSFET en alcanzar un nivel específico (Vⓘ Tiempo de saturación [T_sat]

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Fórmula

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Tiempo de saturación

Fórmula

`"T"_{"sat"} = -2*"C"_{"load"}/("k"_{"n"}*("V"_{"OH"}-"V"_{"T"})^2)*int(1,x,"V"_{"OH"},"V"_{"OH"}-"V"_{"T"})`

Ejemplo

`"5.638104s"=-2*"9.77F"/("4.553A/V²"*("3.789V"-"5.91V")^2)*int(1,x,"3.789V","3.789V"-"5.91V")`

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Tiempo de saturación Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Tiempo de saturación = -2*Capacitancia de carga/(Parámetro del proceso de transconductancia*(Alto voltaje de salida-Voltaje umbral)^2)*int(1,x,Alto voltaje de salida,Alto voltaje de salida-Voltaje umbral)
T_sat = -2*C_load/(k_n*(V_OH-V_T)^2)*int(1,x,V_OH,V_OH-V_T)
Esta fórmula usa 1 Funciones, 5 Variables

Funciones utilizadas

int - La integral definida se puede utilizar para calcular el área neta con signo, que es el área sobre el eje x menos el área debajo del eje x., int(expr, arg, from, to)

Variables utilizadas

Tiempo de saturación - (Medido en Segundo) - El tiempo de saturación es el tiempo que tarda el voltaje de salida de un MOSFET en alcanzar un nivel específico (V
Capacitancia de carga - (Medido en Faradio) - La capacitancia de carga es la capacitancia total conectada al terminal de salida del transistor, incluidos los componentes externos y la capacitancia parásita del MOSFET.
Parámetro del proceso de transconductancia - (Medido en Amperio por voltio cuadrado) - El parámetro del proceso de transconductancia es una constante específica del dispositivo que caracteriza la capacidad del transistor para convertir un cambio en el voltaje de la puerta en un cambio en la corriente de salida.
Alto voltaje de salida - (Medido en Voltio) - El alto voltaje de salida es el nivel máximo de voltaje que el transistor puede alcanzar en su terminal de salida cuando está completamente encendido (operando en saturación).
Voltaje umbral - (Medido en Voltio) - El voltaje umbral es el voltaje mínimo de puerta a fuente requerido en un MOSFET para "encenderlo" y permitir que fluya una corriente significativa.

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

Capacitancia de carga: 9.77 Faradio --> 9.77 Faradio No se requiere conversión
Parámetro del proceso de transconductancia: 4.553 Amperio por voltio cuadrado --> 4.553 Amperio por voltio cuadrado No se requiere conversión
Alto voltaje de salida: 3.789 Voltio --> 3.789 Voltio No se requiere conversión
Voltaje umbral: 5.91 Voltio --> 5.91 Voltio No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

T_sat = -2*C_load/(k_n*(V_OH-V_T)^2)*int(1,x,V_OH,V_OH-V_T) --> -2*9.77/(4.553*(3.789-5.91)^2)*int(1,x,3.789,3.789-5.91)

Evaluar ... ...

T_sat = 5.63810361511811

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

5.63810361511811 Segundo --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

5.63810361511811 ≈ 5.638104 Segundo <-- Tiempo de saturación

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Vignesh Naidu

Instituto de Tecnología de Vellore (VIT), Vellore, Tamil Nadu

¡Vignesh Naidu ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

Verificada por Dipanjona Mallick

Instituto Tecnológico del Patrimonio (hitk), Calcuta

¡Dipanjona Mallick ha verificado esta calculadora y 50+ más calculadoras!

< 21 Transistor MOS Calculadoras

Factor de equivalencia de voltaje de pared lateral

Vamos Factor de equivalencia de voltaje de pared lateral = -(2*sqrt(Potencial incorporado de uniones de paredes laterales)/(Voltaje final-Voltaje inicial)*(sqrt(Potencial incorporado de uniones de paredes laterales-Voltaje final)-sqrt(Potencial incorporado de uniones de paredes laterales-Voltaje inicial)))

Bajar la corriente en la región lineal

Vamos Corriente de descenso de región lineal = sum(x,0,Número de transistores de controlador paralelo,(Movilidad electrónica*Capacitancia de óxido/2)*(Ancho de banda/Longitud del canal)*(2*(Voltaje de fuente de puerta-Voltaje umbral)*Tensión de salida-Tensión de salida^2))

Voltaje de nodo en un caso dado

Vamos Voltaje de nodo en un caso dado = (Factor de transconductancia/Capacitancia del nodo)*int(exp(-(1/(Resistencia del nodo*Capacitancia del nodo))*(Periodo de tiempo-x))*Corriente que fluye hacia el nodo*x,x,0,Periodo de tiempo)

Bajar la corriente en la región de saturación

Vamos Corriente de descenso de la región de saturación = sum(x,0,Número de transistores de controlador paralelo,(Movilidad electrónica*Capacitancia de óxido/2)*(Ancho de banda/Longitud del canal)*(Voltaje de fuente de puerta-Voltaje umbral)^2)

Tiempo de saturación

Vamos Tiempo de saturación = -2*Capacitancia de carga/(Parámetro del proceso de transconductancia*(Alto voltaje de salida-Voltaje umbral)^2)*int(1,x,Alto voltaje de salida,Alto voltaje de salida-Voltaje umbral)

Drenar la corriente que fluye a través del transistor MOS

Vamos Corriente de drenaje = (Ancho de banda/Longitud del canal)*Movilidad electrónica*Capacitancia de óxido*int((Voltaje de fuente de puerta-x-Voltaje umbral),x,0,Voltaje de la fuente de drenaje)

Retraso de tiempo cuando NMOS opera en una región lineal

Vamos Región lineal en retardo de tiempo = -2*Capacitancia de unión*int(1/(Parámetro del proceso de transconductancia*(2*(Voltaje de entrada-Voltaje umbral)*x-x^2)),x,Voltaje inicial,Voltaje final)

Densidad de carga de la región de agotamiento

Vamos Densidad de carga de la capa de agotamiento = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentración de dopaje del aceptor*modulus(Potencial de superficie-Potencial de Fermi a granel)))

Profundidad de la región de agotamiento asociada con el drenaje

Vamos Región de profundidad de agotamiento del drenaje = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Potencial de unión incorporado+Voltaje de la fuente de drenaje))/([Charge-e]*Concentración de dopaje del aceptor))

Drenar corriente en la región de saturación en el transistor MOS

Vamos Corriente de drenaje de la región de saturación = Ancho de banda*Velocidad de deriva de electrones de saturación*int(Cobrar*Parámetro de canal corto,x,0,Longitud efectiva del canal)

Potencial de Fermi para el tipo N

Vamos Potencial de Fermi para el tipo N = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentración de dopante del donante/Concentración de portador intrínseco)

Profundidad máxima de agotamiento

Vamos Profundidad máxima de agotamiento = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Potencial de Fermi a granel))/([Charge-e]*Concentración de dopaje del aceptor))

Potencial de Fermi para el tipo P

Vamos Potencial de Fermi para el tipo P = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentración de portador intrínseco/Concentración de dopaje del aceptor)

Potencial incorporado en la región de agotamiento

Vamos Voltaje incorporado = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentración de dopaje del aceptor*modulus(-2*Potencial de Fermi a granel)))

Capacitancia de señal grande equivalente

Vamos Capacitancia de señal grande equivalente = (1/(Voltaje final-Voltaje inicial))*int(Capacitancia de unión*x,x,Voltaje inicial,Voltaje final)

Profundidad de agotamiento Región asociada con la fuente

Vamos Región de profundidad de agotamiento de la fuente = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Potencial de unión incorporado)/([Charge-e]*Concentración de dopaje del aceptor))

Coeficiente de polarización del sustrato

Vamos Coeficiente de polarización del sustrato = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentración de dopaje del aceptor)/Capacitancia de óxido

Capacitancia equivalente de unión de señal grande

Vamos Capacitancia equivalente de unión de señal grande = Perímetro de la pared lateral*Capacitancia de unión de pared lateral*Factor de equivalencia de voltaje de pared lateral

Potencia promedio disipada durante un período de tiempo

Vamos Energía promedio = (1/Tiempo total empleado)*int(Voltaje*Actual,x,0,Tiempo total tomado)

Capacitancia de unión de pared lateral de polarización cero por unidad de longitud

Vamos Capacitancia de unión de pared lateral = Potencial de unión de pared lateral de polarización cero*Profundidad de la pared lateral

Función de trabajo en MOSFET

Vamos Función del trabajo = Nivel de vacío+(Nivel de energía de la banda de conducción-Nivel Fermi)

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