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

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✖La capacità di carico dell'inverter CMOS è la capacità guidata dall'uscita di un inverter CMOS, inclusi il cablaggio, le capacità di ingresso dei gate collegati e le capacità parassite.ⓘ Capacità di carico CMOS dell'inverter [C_load]			+10% -10%
✖La transconduttanza del PMOS si riferisce al rapporto tra la variazione della corrente di drain in uscita e la variazione della tensione gate-source in ingresso quando la tensione drain-source è costante.ⓘ Transconduttanza del PMOS [K_p]			+10% -10%
✖La tensione di alimentazione si riferisce al livello di tensione fornito da una fonte di alimentazione a un circuito o dispositivo elettrico, che funge da differenza di potenziale per il flusso di corrente e il funzionamento.ⓘ Tensione di alimentazione [V_DD]			+10% -10%
✖La tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo è definita come il valore della tensione di gate minima richiesta per il PMOS quando il substrato non è al potenziale di terra.ⓘ Tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo [V_T,p]			+10% -10%

✖Il tempo per la transizione da basso ad alto dell'uscita si riferisce alla durata impiegata da un segnale sul terminale di uscita di un dispositivo o circuito per passare da un livello di tensione bassa a un livello di tensione alta.ⓘ Ritardo di propagazione per CMOS di transizione con uscita da bassa ad alta [ζ_PLH]

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Formula

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

Formula

`"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))`

Esempio

`"0.006765ns"=("0.93fF"/("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))`

Calcolatrice

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

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Tempo per la transizione da basso ad alto dell'output = (Capacità di carico CMOS dell'inverter/(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))
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))
Questa formula utilizza 2 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)
abs - Il valore assoluto di un numero è la sua distanza dallo zero sulla linea numerica. È sempre un valore positivo, poiché rappresenta la grandezza di un numero senza considerarne la direzione., abs(Number)

Variabili utilizzate

Tempo per la transizione da basso ad alto dell'output - (Misurato in Secondo) - Il tempo per la transizione da basso ad alto dell'uscita si riferisce alla durata impiegata da un segnale sul terminale di uscita di un dispositivo o circuito per passare da un livello di tensione bassa a un livello di tensione alta.
Capacità di carico CMOS dell'inverter - (Misurato in Farad) - La capacità di carico dell'inverter CMOS è la capacità guidata dall'uscita di un inverter CMOS, inclusi il cablaggio, le capacità di ingresso dei gate collegati e le capacità parassite.
Transconduttanza del PMOS - (Misurato in Ampere per Volt Quadrato) - La transconduttanza del PMOS si riferisce al rapporto tra la variazione della corrente di drain in uscita e la variazione della tensione gate-source in ingresso quando la tensione drain-source è costante.
Tensione di alimentazione - (Misurato in Volt) - La tensione di alimentazione si riferisce al livello di tensione fornito da una fonte di alimentazione a un circuito o dispositivo elettrico, che funge da differenza di potenziale per il flusso di corrente e il funzionamento.
Tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo - (Misurato in Volt) - La tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo è definita come il valore della tensione di gate minima richiesta per il PMOS quando il substrato non è al potenziale di terra.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Capacità di carico CMOS dell'inverter: 0.93 Femtofarad --> 9.3E-16 Farad (Controlla la conversione qui)
Transconduttanza del PMOS: 80 Microampere per Volt Quadrato --> 8E-05 Ampere per Volt Quadrato (Controlla la conversione qui)
Tensione di alimentazione: 3.3 Volt --> 3.3 Volt Nessuna conversione richiesta
Tensione di soglia del PMOS con polarizzazione del corpo: -0.9 Volt --> -0.9 Volt Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

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)) --> (9.3E-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))

Valutare ... ...

ζ_PLH = 6.76491283010572E-12

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

6.76491283010572E-12 Secondo -->0.00676491283010572 Nanosecondo (Controlla la conversione qui)

RISPOSTA FINALE

0.00676491283010572 ≈ 0.006765 Nanosecondo <-- Tempo per la transizione da basso ad alto 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!

< 16 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 CMOS dell'inverter/(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 CMOS dell'inverter/(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 CMOS dell'inverter = Capacità di drenaggio del gate PMOS+Capacità di drain del gate NMOS+Capacità di massa di drenaggio PMOS+Capacità di massa di drain NMOS+Capacità interna CMOS dell'inverter+Capacità del gate CMOS dell'inverter

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))

Tensione di ingresso massima per CMOS simmetrico

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

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 minima per CMOS simmetrico

Partire CMOS simmetrico con 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 CMOS dell'inverter*(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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