Tempo di saturazione calcolatrice

✖La capacità di carico è la capacità totale collegata al terminale di uscita del transistor, inclusi i componenti esterni e la capacità parassita del MOSFET.ⓘ Capacità di carico [C_load]			+10% -10%
✖Il parametro del processo di transconduttanza è una costante specifica del dispositivo che caratterizza la capacità del transistor di convertire una variazione della tensione di gate in una variazione della corrente di uscita.ⓘ Parametro del processo di transconduttanza [k_n]			+10% -10%
✖L'alta tensione di uscita è il livello di tensione massimo che il transistor può raggiungere sul terminale di uscita quando è completamente acceso (funzionamento in saturazione).ⓘ Alta tensione di uscita [V_OH]			+10% -10%
✖La tensione di soglia è la tensione gate-source minima richiesta in un MOSFET per accenderlo e consentire il flusso di una corrente significativa.ⓘ Soglia di voltaggio [V_T]			+10% -10%

✖Il tempo di saturazione è il tempo necessario affinché la tensione di uscita di un MOSFET raggiunga un livello specificato (Vⓘ Tempo di saturazione [T_sat]

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Formula

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Tempo di saturazione

Formula

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

Esempio

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

Calcolatrice

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Tempo di saturazione Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Tempo di saturazione = -2*Capacità di carico/(Parametro del processo di transconduttanza*(Alta tensione di uscita-Soglia di voltaggio)^2)*int(1,x,Alta tensione di uscita,Alta tensione di uscita-Soglia di voltaggio)
T_sat = -2*C_load/(k_n*(V_OH-V_T)^2)*int(1,x,V_OH,V_OH-V_T)
Questa formula utilizza 1 Funzioni, 5 Variabili

Funzioni utilizzate

int - L'integrale definito può essere utilizzato per calcolare l'area netta con segno, ovvero l'area sopra l'asse x meno l'area sotto l'asse x., int(expr, arg, from, to)

Variabili utilizzate

Tempo di saturazione - (Misurato in Secondo) - Il tempo di saturazione è il tempo necessario affinché la tensione di uscita di un MOSFET raggiunga un livello specificato (V
Capacità di carico - (Misurato in Farad) - La capacità di carico è la capacità totale collegata al terminale di uscita del transistor, inclusi i componenti esterni e la capacità parassita del MOSFET.
Parametro del processo di transconduttanza - (Misurato in Ampere per Volt Quadrato) - Il parametro del processo di transconduttanza è una costante specifica del dispositivo che caratterizza la capacità del transistor di convertire una variazione della tensione di gate in una variazione della corrente di uscita.
Alta tensione di uscita - (Misurato in Volt) - L'alta tensione di uscita è il livello di tensione massimo che il transistor può raggiungere sul terminale di uscita quando è completamente acceso (funzionamento in saturazione).
Soglia di voltaggio - (Misurato in Volt) - La tensione di soglia è la tensione gate-source minima richiesta in un MOSFET per accenderlo e consentire il flusso di una corrente significativa.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Capacità di carico: 9.77 Farad --> 9.77 Farad Nessuna conversione richiesta
Parametro del processo di transconduttanza: 4.553 Ampere per Volt Quadrato --> 4.553 Ampere per Volt Quadrato Nessuna conversione richiesta
Alta tensione di uscita: 3.789 Volt --> 3.789 Volt Nessuna conversione richiesta
Soglia di voltaggio: 5.91 Volt --> 5.91 Volt Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

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)

Valutare ... ...

T_sat = 5.63810361511811

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

5.63810361511811 Secondo --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

5.63810361511811 ≈ 5.638104 Secondo <-- Tempo di saturazione

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Vignesh Naidu

Vellore Istituto di Tecnologia (VIT), Vellore, Tamil Nadu

Vignesh Naidu ha creato questa calcolatrice e altre 25+ altre calcolatrici!

Verificato da Dipanjona Mallick

Heritage Institute of Technology (COLPO), Calcutta

Dipanjona Mallick ha verificato questa calcolatrice e altre 50+ altre calcolatrici!

< 21 Transistor MOS Calcolatrici

Fattore di equivalenza della tensione della parete laterale

Partire Fattore di equivalenza della tensione della parete laterale = -(2*sqrt(Potenziale integrato delle giunzioni delle pareti laterali)/(Voltaggio finale-Tensione iniziale)*(sqrt(Potenziale integrato delle giunzioni delle pareti laterali-Voltaggio finale)-sqrt(Potenziale integrato delle giunzioni delle pareti laterali-Tensione iniziale)))

Abbassa la corrente nella regione lineare

Partire Corrente di abbassamento della regione lineare = sum(x,0,Numero di transistor del driver parallelo,(Mobilità elettronica*Capacità dell'ossido/2)*(Larghezza del canale/Lunghezza del canale)*(2*(Tensione della sorgente di gate-Soglia di voltaggio)*Tensione di uscita-Tensione di uscita^2))

Tensione del nodo in una determinata istanza

Partire Tensione del nodo in una determinata istanza = (Fattore di transconduttanza/Capacità del nodo)*int(exp(-(1/(Resistenza del nodo*Capacità del nodo))*(Periodo di tempo-x))*Corrente che scorre nel nodo*x,x,0,Periodo di tempo)

Abbassa la corrente nella regione di saturazione

Partire Regione di saturazione Abbassa corrente = sum(x,0,Numero di transistor del driver parallelo,(Mobilità elettronica*Capacità dell'ossido/2)*(Larghezza del canale/Lunghezza del canale)*(Tensione della sorgente di gate-Soglia di voltaggio)^2)

Corrente di drenaggio che scorre attraverso il transistor MOS

Partire Assorbimento di corrente = (Larghezza del canale/Lunghezza del canale)*Mobilità elettronica*Capacità dell'ossido*int((Tensione della sorgente di gate-x-Soglia di voltaggio),x,0,Tensione della sorgente di drenaggio)

Tempo di saturazione

Partire Tempo di saturazione = -2*Capacità di carico/(Parametro del processo di transconduttanza*(Alta tensione di uscita-Soglia di voltaggio)^2)*int(1,x,Alta tensione di uscita,Alta tensione di uscita-Soglia di voltaggio)

Ritardo temporale quando NMOS funziona nella regione lineare

Partire Regione lineare nel ritardo temporale = -2*Capacità di giunzione*int(1/(Parametro del processo di transconduttanza*(2*(Tensione di ingresso-Soglia di voltaggio)*x-x^2)),x,Tensione iniziale,Voltaggio finale)

Densità di carica della regione di esaurimento

Partire Densità della carica dello strato di esaurimento = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentrazione antidoping dell'accettore*modulus(Potenziale di superficie-Potenziale di Fermi in massa)))

Profondità della regione di svuotamento associata allo scarico

Partire Regione della profondità di esaurimento del drenaggio = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Potenziale di giunzione incorporato+Tensione della sorgente di drenaggio))/([Charge-e]*Concentrazione antidoping dell'accettore))

Corrente di drenaggio nella regione di saturazione del transistor MOS

Partire Corrente di drenaggio della regione di saturazione = Larghezza del canale*Velocità di deriva degli elettroni in saturazione*int(Carica*Parametro del canale corto,x,0,Lunghezza effettiva del canale)

Potenziale di Fermi per il tipo P

Partire Potenziale di Fermi per il tipo P = ([BoltZ]*Temperatura assoluta)/[Charge-e]*ln(Concentrazione intrinseca del portatore/Concentrazione antidoping dell'accettore)

Potenziale di Fermi per il tipo N

Partire Potenziale di Fermi per il tipo N = ([BoltZ]*Temperatura assoluta)/[Charge-e]*ln(Concentrazione del drogante del donatore/Concentrazione intrinseca del portatore)

Profondità massima di esaurimento

Partire Profondità massima di esaurimento = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Potenziale di Fermi in massa))/([Charge-e]*Concentrazione antidoping dell'accettore))

Potenziale incorporato nella regione di esaurimento

Partire Voltaggio integrato = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentrazione antidoping dell'accettore*modulus(-2*Potenziale di Fermi in massa)))

Profondità della regione di esaurimento associata alla sorgente

Partire Regione della profondità di esaurimento della fonte = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Potenziale di giunzione incorporato)/([Charge-e]*Concentrazione antidoping dell'accettore))

Capacità equivalente di segnale grande

Partire Capacità equivalente di segnale grande = (1/(Voltaggio finale-Tensione iniziale))*int(Capacità di giunzione*x,x,Tensione iniziale,Voltaggio finale)

Coefficiente di polarizzazione del substrato

Partire Coefficiente di polarizzazione del substrato = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentrazione antidoping dell'accettore)/Capacità dell'ossido

Capacità equivalente di giunzione di segnali di grandi dimensioni

Partire Capacità equivalente di giunzione di segnali di grandi dimensioni = Perimetro del fianco*Capacità di giunzione della parete laterale*Fattore di equivalenza della tensione della parete laterale

Potenza media dissipata in un periodo di tempo

Partire Potenza media = (1/Tempo totale impiegato)*int(Voltaggio*Attuale,x,0,Tempo totale impiegato)

Capacità di giunzione della parete laterale con polarizzazione zero per unità di lunghezza

Partire Capacità di giunzione della parete laterale = Potenziale di giunzione della parete laterale con polarizzazione zero*Profondità del fianco

Funzione di lavoro in MOSFET

Partire Funzione di lavoro = Livello di vuoto+(Livello energetico della banda di conduzione-Livello Fermi)

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