Ritardo di propagazione per la transizione CMOS da alto a basso output calcolatrice

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✖La capacità di carico del CMOS dell'inverter è definita come capacità combinata in una capacità lineare concentrata equivalente.ⓘ Capacità di carico [C_load]			+10% -10%
✖La transconduttanza di NMOS in CMOS è definita come la moltiplicazione della mobilità degli elettroni, il rapporto larghezza/lunghezza di NMOS e la capacità di ossido.ⓘ Transconduttanza di NMOS [K_n]			+10% -10%
✖La tensione di alimentazione del CMOS è definita come la tensione di alimentazione fornita al terminale sorgente del PMOS.ⓘ Tensione di alimentazione [V_DD]			+10% -10%
✖La tensione di soglia dell'NMOS con polarizzazione del corpo è definita come la necessità di una tensione di gate per accendere l'NMOS quando il substrato non è al potenziale di terra.ⓘ Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo [V_T,n]			+10% -10%

✖Il tempo per la transizione dall'alto al basso dell'uscita è definito come il tempo necessario affinché la tensione di uscita scenda da Vⓘ Ritardo di propagazione per la transizione CMOS da alto a basso output [ζ_PHL]

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Formula

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Ritardo di propagazione per la transizione CMOS da alto a basso output

Formula

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

Esempio

`"0.002292ns"=("0.85fF"/("200µA/V²"*("3.3V"-"0.8V")))*((2*"0.8V"/("3.3V"-"0.8V"))+ln((4*("3.3V"-"0.8V")/"3.3V")-1))`

Calcolatrice

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Ritardo di propagazione per la transizione CMOS da alto a basso output Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Tempo per la transizione da alto a basso dell'output = (Capacità di carico/(Transconduttanza di NMOS*(Tensione di alimentazione-Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo)))*((2*Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo/(Tensione di alimentazione-Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo))+ln((4*(Tensione di alimentazione-Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo)/Tensione di alimentazione)-1))
ζ_PHL = (C_load/(K_n*(V_DD-V_T,n)))*((2*V_T,n/(V_DD-V_T,n))+ln((4*(V_DD-V_T,n)/V_DD)-1))
Questa formula utilizza 1 Funzioni, 5 Variabili

Funzioni utilizzate

ln - Il logaritmo naturale, detto anche logaritmo in base e, è la funzione inversa della funzione esponenziale naturale., ln(Number)

Variabili utilizzate

Tempo per la transizione da alto a basso dell'output - (Misurato in Secondo) - Il tempo per la transizione dall'alto al basso dell'uscita è definito come il tempo necessario affinché la tensione di uscita scenda da V
Capacità di carico - (Misurato in Farad) - La capacità di carico del CMOS dell'inverter è definita come capacità combinata in una capacità lineare concentrata equivalente.
Transconduttanza di NMOS - (Misurato in Ampere per Volt Quadrato) - La transconduttanza di NMOS in CMOS è definita come la moltiplicazione della mobilità degli elettroni, il rapporto larghezza/lunghezza di NMOS e la capacità di ossido.
Tensione di alimentazione - (Misurato in Volt) - La tensione di alimentazione del CMOS è definita come la tensione di alimentazione fornita al terminale sorgente del PMOS.
Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo - (Misurato in Volt) - La tensione di soglia dell'NMOS con polarizzazione del corpo è definita come la necessità di una tensione di gate per accendere l'NMOS quando il substrato non è al potenziale di terra.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Capacità di carico: 0.85 Femtofarad --> 8.5E-16 Farad (Controlla la conversione qui)
Transconduttanza di NMOS: 200 Microampere per Volt Quadrato --> 0.0002 Ampere per Volt Quadrato (Controlla la conversione qui)
Tensione di alimentazione: 3.3 Volt --> 3.3 Volt Nessuna conversione richiesta
Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo: 0.8 Volt --> 0.8 Volt Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

ζ_PHL = (C_load/(K_n*(V_DD-V_T,n)))*((2*V_T,n/(V_DD-V_T,n))+ln((4*(V_DD-V_T,n)/V_DD)-1)) --> (8.5E-16/(0.0002*(3.3-0.8)))*((2*0.8/(3.3-0.8))+ln((4*(3.3-0.8)/3.3)-1))

Valutare ... ...

ζ_PHL = 2.29191459847163E-12

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

2.29191459847163E-12 Secondo -->0.00229191459847163 Nanosecondo (Controlla la conversione qui)

RISPOSTA FINALE

0.00229191459847163 ≈ 0.002292 Nanosecondo <-- Tempo per la transizione da alto a basso dell'output

(Calcolo completato in 00.020 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Priyanka Patel

Facoltà di ingegneria Lalbhai Dalpatbhai (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel ha creato questa calcolatrice e altre 25+ altre calcolatrici!

Verificato da Parminder Singh

Università di Chandigarh (CU), Punjab

Parminder Singh ha verificato questa calcolatrice e altre 500+ altre calcolatrici!

< 17 Invertitori CMOS Calcolatrici

Ritardo di propagazione per CMOS di transizione con uscita da bassa ad alta

Partire Tempo per la transizione da basso ad alto dell'output = (Capacità di carico/(Transconduttanza del PMOS*(Tensione di alimentazione-abs(Tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo))))*(((2*abs(Tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo))/(Tensione di alimentazione-abs(Tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo)))+ln((4*(Tensione di alimentazione-abs(Tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo))/Tensione di alimentazione)-1))

Ritardo di propagazione per la transizione CMOS da alto a basso output

Partire Tempo per la transizione da alto a basso dell'output = (Capacità di carico/(Transconduttanza di NMOS*(Tensione di alimentazione-Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo)))*((2*Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo/(Tensione di alimentazione-Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo))+ln((4*(Tensione di alimentazione-Tensione di soglia di NMOS con polarizzazione del corpo)/Tensione di alimentazione)-1))

Carico resistivo Tensione di uscita minima CMOS

Partire Tensione di uscita minima del carico resistivo = Tensione di alimentazione-Tensione di soglia di polarizzazione zero+(1/(Transconduttanza di NMOS*Resistenza al carico))-sqrt((Tensione di alimentazione-Tensione di soglia di polarizzazione zero+(1/(Transconduttanza di NMOS*Resistenza al carico)))^2-(2*Tensione di alimentazione/(Transconduttanza di NMOS*Resistenza al carico)))

Massima tensione di ingresso CMOS

Partire Massima tensione di ingresso CMOS = (2*Tensione di uscita per ingresso massimo+(Tensione di soglia del PMOS senza polarizzazione del corpo)-Tensione di alimentazione+Rapporto di transconduttanza*Tensione di soglia di NMOS senza polarizzazione del corpo)/(1+Rapporto di transconduttanza)

CMOS di tensione di soglia

Partire Soglia di voltaggio = (Tensione di soglia di NMOS senza polarizzazione del corpo+sqrt(1/Rapporto di transconduttanza)*(Tensione di alimentazione+(Tensione di soglia del PMOS senza polarizzazione del corpo)))/(1+sqrt(1/Rapporto di transconduttanza))

Tensione di ingresso minima CMOS

Partire Tensione di ingresso minima = (Tensione di alimentazione+(Tensione di soglia del PMOS senza polarizzazione del corpo)+Rapporto di transconduttanza*(2*Tensione di uscita+Tensione di soglia di NMOS senza polarizzazione del corpo))/(1+Rapporto di transconduttanza)

Carico resistivo Tensione di ingresso minima CMOS

Partire Tensione di ingresso minima del carico resistivo = Tensione di soglia di polarizzazione zero+sqrt((8*Tensione di alimentazione)/(3*Transconduttanza di NMOS*Resistenza al carico))-(1/(Transconduttanza di NMOS*Resistenza al carico))

Capacità di carico del CMOS dell'inverter in cascata

Partire Capacità di carico = Capacità di drenaggio del gate del PMOS+Capacità di drain del gate di NMOS+Scaricare la capacità di massa del PMOS+Scarica la capacità di massa di NMOS+Capacità interna+Capacità del cancello

Energia fornita dall'alimentatore

Partire Energia fornita dall'alimentatore = int(Tensione di alimentazione*Corrente di scarico istantanea*x,x,0,Intervallo di carica del condensatore)

Carico resistivo Tensione di ingresso massima CMOS

Partire Carico resistivo Tensione di ingresso massima CMOS = Tensione di soglia di polarizzazione zero+(1/(Transconduttanza di NMOS*Resistenza al carico))

Ritardo medio di propagazione CMOS

Partire Ritardo medio di propagazione = (Tempo per la transizione da alto a basso dell'output+Tempo per la transizione da basso ad alto dell'output)/2

Tensione di ingresso massima per CMOS simmetrico

Partire Tensione di ingresso massima = (3*Tensione di alimentazione+2*Tensione di soglia di NMOS senza polarizzazione del corpo)/8

Tensione di ingresso minima per CMOS simmetrico

Partire Tensione di ingresso minima = (5*Tensione di alimentazione-2*Tensione di soglia di NMOS senza polarizzazione del corpo)/8

CMOS media della dissipazione di potenza

Partire Dissipazione di potenza media = Capacità di carico*(Tensione di alimentazione)^2*Frequenza

Oscillatore ad anello del periodo di oscillazione CMOS

Partire Periodo di oscillazione = 2*Oscillatore ad anello con numero di stadi*Ritardo medio di propagazione

Margine di rumore per CMOS a segnale elevato

Partire Margine di rumore per segnale alto = Tensione di uscita massima-Tensione di ingresso minima

Rapporto di transconduttanza CMOS

Partire Rapporto di transconduttanza = Transconduttanza di NMOS/Transconduttanza del PMOS

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