Temps de saturation Calculatrice

✖La capacité de charge est la capacité totale connectée à la borne de sortie du transistor, y compris les composants externes et la propre capacité parasite du MOSFET.ⓘ Capacité de charge [C_load]			+10% -10%
✖Le paramètre de processus de transconductance est une constante spécifique à l'appareil qui caractérise la capacité du transistor à convertir une modification de la tension de grille en une modification du courant de sortie.ⓘ Paramètre de processus de transconductance [k_n]			+10% -10%
✖La tension de sortie élevée est le niveau de tension maximum que le transistor peut atteindre à sa borne de sortie lorsqu'il est complètement activé (fonctionnant en saturation).ⓘ Tension de sortie élevée [V_OH]			+10% -10%
✖La tension de seuil est la tension grille-source minimale requise dans un MOSFET pour l'activer et permettre à un courant important de circuler.ⓘ Tension de seuil [V_T]			+10% -10%

✖Le temps de saturation est le temps nécessaire à la tension de sortie d'un MOSFET pour atteindre un niveau spécifié (Vⓘ Temps de saturation [T_sat]

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Formule

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Temps de saturation

Formule

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

Exemple

`"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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Temps de saturation Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Temps de saturation = -2*Capacité de charge/(Paramètre de processus de transconductance*(Tension de sortie élevée-Tension de seuil)^2)*int(1,x,Tension de sortie élevée,Tension de sortie élevée-Tension de seuil)
T_sat = -2*C_load/(k_n*(V_OH-V_T)^2)*int(1,x,V_OH,V_OH-V_T)
Cette formule utilise 1 Les fonctions, 5 Variables

Fonctions utilisées

int - L'intégrale définie peut être utilisée pour calculer la zone nette signée, qui est la zone au-dessus de l'axe des x moins la zone en dessous de l'axe des x., int(expr, arg, from, to)

Variables utilisées

Temps de saturation - (Mesuré en Deuxième) - Le temps de saturation est le temps nécessaire à la tension de sortie d'un MOSFET pour atteindre un niveau spécifié (V
Capacité de charge - (Mesuré en Farad) - La capacité de charge est la capacité totale connectée à la borne de sortie du transistor, y compris les composants externes et la propre capacité parasite du MOSFET.
Paramètre de processus de transconductance - (Mesuré en Ampère par volt carré) - Le paramètre de processus de transconductance est une constante spécifique à l'appareil qui caractérise la capacité du transistor à convertir une modification de la tension de grille en une modification du courant de sortie.
Tension de sortie élevée - (Mesuré en Volt) - La tension de sortie élevée est le niveau de tension maximum que le transistor peut atteindre à sa borne de sortie lorsqu'il est complètement activé (fonctionnant en saturation).
Tension de seuil - (Mesuré en Volt) - La tension de seuil est la tension grille-source minimale requise dans un MOSFET pour l'activer et permettre à un courant important de circuler.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Capacité de charge: 9.77 Farad --> 9.77 Farad Aucune conversion requise
Paramètre de processus de transconductance: 4.553 Ampère par volt carré --> 4.553 Ampère par volt carré Aucune conversion requise
Tension de sortie élevée: 3.789 Volt --> 3.789 Volt Aucune conversion requise
Tension de seuil: 5.91 Volt --> 5.91 Volt Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

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)

Évaluer ... ...

T_sat = 5.63810361511811

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

5.63810361511811 Deuxième --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

5.63810361511811 ≈ 5.638104 Deuxième <-- Temps de saturation

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

Tu es là -

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Crédits

Créé par Vignesh Naidu

Institut de technologie de Vellore (VIT), Vellore,Tamil Nadu

Vignesh Naidu a créé cette calculatrice et 25+ autres calculatrices!

Vérifié par Dipanjona Mallick

Institut du patrimoine de technologie (HITK), Calcutta

Dipanjona Mallick a validé cette calculatrice et 50+ autres calculatrices!

< 21 Transistors MOS Calculatrices

Facteur d’équivalence de tension des parois latérales

Aller Facteur d’équivalence de tension des parois latérales = -(2*sqrt(Potentiel intégré des jonctions des parois latérales)/(Tension finale-Tension initiale)*(sqrt(Potentiel intégré des jonctions des parois latérales-Tension finale)-sqrt(Potentiel intégré des jonctions des parois latérales-Tension initiale)))

Réduisez le courant dans la région linéaire

Aller Courant de réduction de la région linéaire = sum(x,0,Nombre de transistors à pilote parallèle,(Mobilité électronique*Capacité d'oxyde/2)*(Largeur de canal/Longueur du canal)*(2*(Tension de source de porte-Tension de seuil)*Tension de sortie-Tension de sortie^2))

Tension du nœud à une instance donnée

Aller Tension du nœud à une instance donnée = (Facteur de transconductance/Capacité du nœud)*int(exp(-(1/(Résistance des nœuds*Capacité du nœud))*(Période de temps-x))*Courant circulant dans le nœud*x,x,0,Période de temps)

Réduisez le courant dans la région de saturation

Aller Courant de réduction de la région de saturation = sum(x,0,Nombre de transistors à pilote parallèle,(Mobilité électronique*Capacité d'oxyde/2)*(Largeur de canal/Longueur du canal)*(Tension de source de porte-Tension de seuil)^2)

Temps de saturation

Aller Temps de saturation = -2*Capacité de charge/(Paramètre de processus de transconductance*(Tension de sortie élevée-Tension de seuil)^2)*int(1,x,Tension de sortie élevée,Tension de sortie élevée-Tension de seuil)

Courant de drain circulant à travers le transistor MOS

Aller Courant de vidange = (Largeur de canal/Longueur du canal)*Mobilité électronique*Capacité d'oxyde*int((Tension de source de porte-x-Tension de seuil),x,0,Tension de source de drain)

Délai lorsque le NMOS fonctionne dans une région linéaire

Aller Région linéaire en temporisation = -2*Capacité de jonction*int(1/(Paramètre de processus de transconductance*(2*(Tension d'entrée-Tension de seuil)*x-x^2)),x,Tension initiale,Tension finale)

Densité de charge dans la région d'épuisement

Aller Densité de charge de couche d'épuisement = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentration dopante de l'accepteur*modulus(Potentiel des surfaces-Potentiel Fermi en vrac)))

Profondeur de la région d'épuisement associée au drain

Aller Profondeur de la région d'épuisement du drain = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Potentiel de jonction intégré+Tension de source de drain))/([Charge-e]*Concentration dopante de l'accepteur))

Courant de drain dans la région de saturation du transistor MOS

Aller Courant de drainage de la région de saturation = Largeur de canal*Vitesse de dérive des électrons de saturation*int(Charge*Paramètre de canal court,x,0,Longueur effective du canal)

Potentiel de Fermi pour le type P

Aller Potentiel de Fermi pour le type P = ([BoltZ]*Température absolue)/[Charge-e]*ln(Concentration intrinsèque de porteurs/Concentration dopante de l'accepteur)

Potentiel de Fermi pour le type N

Aller Potentiel de Fermi pour le type N = ([BoltZ]*Température absolue)/[Charge-e]*ln(Concentration de dopant du donneur/Concentration intrinsèque de porteurs)

Profondeur d'épuisement maximale

Aller Profondeur d'épuisement maximale = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Potentiel Fermi en vrac))/([Charge-e]*Concentration dopante de l'accepteur))

Potentiel intégré dans la région d’épuisement

Aller Tension intégrée = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentration dopante de l'accepteur*modulus(-2*Potentiel Fermi en vrac)))

Grande capacité de signal équivalente

Aller Grande capacité de signal équivalente = (1/(Tension finale-Tension initiale))*int(Capacité de jonction*x,x,Tension initiale,Tension finale)

Profondeur de la région d'épuisement associée à la source

Aller Profondeur de la région d'épuisement de la source = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Potentiel de jonction intégré)/([Charge-e]*Concentration dopante de l'accepteur))

Coefficient de biais du substrat

Aller Coefficient de biais du substrat = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentration dopante de l'accepteur)/Capacité d'oxyde

Capacité équivalente à grande jonction de signal

Aller Capacité équivalente à grande jonction de signal = Périmètre du flanc*Capacité de jonction des parois latérales*Facteur d’équivalence de tension des parois latérales

Puissance moyenne dissipée sur une période de temps

Aller Puissance moyenne = (1/Temps total pris)*int(Tension*Actuel,x,0,Temps total pris)

Fonction de travail dans MOSFET

Aller Fonction de travail = Niveau de vide+(Niveau d'énergie de la bande de conduction-Niveau de Fermi)

Capacité de jonction de paroi latérale à polarisation nulle par unité de longueur

Aller Capacité de jonction des parois latérales = Potentiel de jonction des parois latérales sans polarisation*Profondeur du flanc

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