Délai lorsque le NMOS fonctionne dans une région linéaire Calculatrice

✖La capacité de jonction fait référence à la capacité résultant de la région d'appauvrissement entre les bornes source/drain et le substrat.ⓘ Capacité de jonction [C_j]			+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 d'entrée est la différence de potentiel électrique appliquée aux bornes d'entrée d'un composant ou d'un système.ⓘ Tension d'entrée [V_i]			+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%
✖La tension initiale fait référence à la tension présente à un point spécifique d'un circuit au début d'une certaine opération ou dans des conditions spécifiques.ⓘ Tension initiale [V₁]			+10% -10%
✖La tension finale fait référence au niveau de tension atteint ou mesuré à la fin d'un processus ou d'un événement particulier.ⓘ Tension finale [V₂]			+10% -10%

✖La région linéaire dans le délai est définie comme le délai résultant de la charge et de la décharge des condensateurs connectés au NMOS lors des événements de commutation.ⓘ Délai lorsque le NMOS fonctionne dans une région linéaire [t_delay]

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Formule

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Délai lorsque le NMOS fonctionne dans une région linéaire

Formule

`"t"_{"delay"} = -2*"C"_{"j"}*int(1/("k"_{"n"}*(2*("V"_{"i"}-"V"_{"T"})*x-x^2)),x,"V"_{"1"},"V"_{"2"})`

Exemple

`"706.5205s"=-2*"95009F"*int(1/("4.553A/V²"*(2*("2.25V"-"5.91V")*x-x^2)),x,"5.42nV","6.135nV")`

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Délai lorsque le NMOS fonctionne dans une région linéaire Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

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)
t_delay = -2*C_j*int(1/(k_n*(2*(V_i-V_T)*x-x^2)),x,V₁,V₂)
Cette formule utilise 1 Les fonctions, 7 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

Région linéaire en temporisation - (Mesuré en Deuxième) - La région linéaire dans le délai est définie comme le délai résultant de la charge et de la décharge des condensateurs connectés au NMOS lors des événements de commutation.
Capacité de jonction - (Mesuré en Farad) - La capacité de jonction fait référence à la capacité résultant de la région d'appauvrissement entre les bornes source/drain et le substrat.
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 d'entrée - (Mesuré en Volt) - La tension d'entrée est la différence de potentiel électrique appliquée aux bornes d'entrée d'un composant ou d'un système.
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.
Tension initiale - (Mesuré en Volt) - La tension initiale fait référence à la tension présente à un point spécifique d'un circuit au début d'une certaine opération ou dans des conditions spécifiques.
Tension finale - (Mesuré en Volt) - La tension finale fait référence au niveau de tension atteint ou mesuré à la fin d'un processus ou d'un événement particulier.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Capacité de jonction: 95009 Farad --> 95009 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 d'entrée: 2.25 Volt --> 2.25 Volt Aucune conversion requise
Tension de seuil: 5.91 Volt --> 5.91 Volt Aucune conversion requise
Tension initiale: 5.42 Nanovolt --> 5.42E-09 Volt (Vérifiez la conversion ici)
Tension finale: 6.135 Nanovolt --> 6.135E-09 Volt (Vérifiez la conversion ici)

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

t_delay = -2*C_j*int(1/(k_n*(2*(V_i-V_T)*x-x^2)),x,V₁,V₂) --> -2*95009*int(1/(4.553*(2*(2.25-5.91)*x-x^2)),x,5.42E-09,6.135E-09)

Évaluer ... ...

t_delay = 706.520454377221

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

706.520454377221 Deuxième --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

706.520454377221 ≈ 706.5205 Deuxième <-- Région linéaire en temporisation

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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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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