Potenza di commutazione calcolatrice

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Metriche di potenza CMOS

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✖Il fattore di attività è definito come la capacità di carico che viene caricata e immagazzina energia durante 3/16 di tutte le transizioni di ingresso. Questa frazione è chiamata fattore di attività o alfa.ⓘ Fattore di attività [α]			+10% -10%
✖La capacità è il rapporto tra la quantità di carica elettrica immagazzinata su un conduttore e la differenza di potenziale elettrico.ⓘ Capacità [C]			+10% -10%
✖La tensione del collettore di base è un parametro cruciale nella polarizzazione dei transistor. Si riferisce alla differenza di tensione tra la base e i terminali del collettore del transistor quando è nel suo stato attivo.ⓘ Tensione del collettore di base [V_bc]			+10% -10%
✖La frequenza si riferisce al numero di occorrenze di un evento periodico nel tempo e viene misurata in cicli/secondo.ⓘ Frequenza [f]			+10% -10%

✖La potenza di commutazione è chiamata potenza dinamica perché deriva dalla commutazione del carico.ⓘ Potenza di commutazione [P_s]

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Formula

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Potenza di commutazione

Formula

`"P"_{"s"} = "α"*("C"*"V"_{"bc"}^2*"f")`

Esempio

`"0.13196mW"="1.65"*("4.9μF"*("2.02V")^2*"4Hz")`

Calcolatrice

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Potenza di commutazione Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Commutazione dell'alimentazione = Fattore di attività*(Capacità*Tensione del collettore di base^2*Frequenza)
P_s = α*(C*V_bc^2*f)
Questa formula utilizza 5 Variabili

Variabili utilizzate

Commutazione dell'alimentazione - (Misurato in Watt) - La potenza di commutazione è chiamata potenza dinamica perché deriva dalla commutazione del carico.
Fattore di attività - Il fattore di attività è definito come la capacità di carico che viene caricata e immagazzina energia durante 3/16 di tutte le transizioni di ingresso. Questa frazione è chiamata fattore di attività o alfa.
Capacità - (Misurato in Farad) - La capacità è il rapporto tra la quantità di carica elettrica immagazzinata su un conduttore e la differenza di potenziale elettrico.
Tensione del collettore di base - (Misurato in Volt) - La tensione del collettore di base è un parametro cruciale nella polarizzazione dei transistor. Si riferisce alla differenza di tensione tra la base e i terminali del collettore del transistor quando è nel suo stato attivo.
Frequenza - (Misurato in Hertz) - La frequenza si riferisce al numero di occorrenze di un evento periodico nel tempo e viene misurata in cicli/secondo.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Fattore di attività: 1.65 --> Nessuna conversione richiesta
Capacità: 4.9 Microfarad --> 4.9E-06 Farad (Controlla la conversione qui)
Tensione del collettore di base: 2.02 Volt --> 2.02 Volt Nessuna conversione richiesta
Frequenza: 4 Hertz --> 4 Hertz Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

P_s = α*(C*V_bc^2*f) --> 1.65*(4.9E-06*2.02^2*4)

Valutare ... ...

P_s = 0.000131960136

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

0.000131960136 Watt -->0.131960136 Milliwatt (Controlla la conversione qui)

RISPOSTA FINALE

0.131960136 ≈ 0.13196 Milliwatt <-- Commutazione dell'alimentazione

(Calcolo completato in 00.022 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Shobhit Dimri

Bipin Tripathi Kumaon Institute of Technology (BTKIT), Dwarahat

Shobhit Dimri ha creato questa calcolatrice e altre 900+ altre calcolatrici!

Verificato da Urvi Rathod

Vishwakarma Government Engineering College (VGEC), Ahmedabad

Urvi Rathod ha verificato questa calcolatrice e altre 1900+ altre calcolatrici!

< 17 Metriche di potenza CMOS Calcolatrici

Gates sul percorso critico

Partire Cancelli sul percorso critico = Ciclo di lavoro*(Fuori corrente*(10^Tensione del collettore di base))/(Capacità del gate al canale*[BoltZ]*Tensione del collettore di base)

Dispersione nel gate attraverso il dielettrico del gate

Partire Corrente del cancello = (Potenza statica CMOS/Tensione del collettore di base)-(Corrente sottosoglia+Corrente di contesa+Corrente di giunzione)

Dispersione sottosoglia attraverso i transistor OFF

Partire Corrente sottosoglia = (Potenza statica CMOS/Tensione del collettore di base)-(Corrente del cancello+Corrente di contesa+Corrente di giunzione)

Corrente di contesa nei circuiti rapportati

Partire Corrente di contesa = (Potenza statica CMOS/Tensione del collettore di base)-(Corrente sottosoglia+Corrente del cancello+Corrente di giunzione)

Commutazione dell'uscita al consumo energetico del carico

Partire Commutazione dell'uscita = Consumo energetico del carico capacitivo/(Capacità di carico esterno*Tensione di alimentazione^2*Frequenza del segnale di uscita)

Consumo energetico del carico capacitivo

Partire Consumo energetico del carico capacitivo = Capacità di carico esterno*Tensione di alimentazione^2*Frequenza del segnale di uscita*Commutazione dell'uscita

Potenza di commutazione

Partire Commutazione dell'alimentazione = Fattore di attività*(Capacità*Tensione del collettore di base^2*Frequenza)

Fattore di attività

Partire Fattore di attività = Commutazione dell'alimentazione/(Capacità*Tensione del collettore di base^2*Frequenza)

Rapporto di rifiuto dell'alimentatore

Partire Rapporto di reiezione dell'alimentatore = 20*log10(Ondulazione della tensione di ingresso/Ondulazione della tensione di uscita)

Potenza di commutazione in CMOS

Partire Commutazione dell'alimentazione = (Tensione positiva^2)*Frequenza*Capacità

Commutazione dell'energia in CMOS

Partire Commutazione di energia in CMOS = Energia totale nel CMOS-Energia di dispersione nel CMOS

Perdita di energia in CMOS

Partire Energia di dispersione nel CMOS = Energia totale nel CMOS-Commutazione di energia in CMOS

Energia totale in CMOS

Partire Energia totale nel CMOS = Commutazione di energia in CMOS+Energia di dispersione nel CMOS

Potenza di cortocircuito nel CMOS

Partire Potenza di cortocircuito = Potenza dinamica-Commutazione dell'alimentazione

Potenza dinamica nel CMOS

Partire Potenza dinamica = Potenza di cortocircuito+Commutazione dell'alimentazione

Potenza statica nel CMOS

Partire Potenza statica CMOS = Potere totale-Potenza dinamica

Potenza totale nel CMOS

Partire Potere totale = Potenza statica CMOS+Potenza dinamica

Potenza di commutazione Formula

Commutazione dell'alimentazione = Fattore di attività*(Capacità*Tensione del collettore di base^2*Frequenza)
P_s = α*(C*V_bc^2*f)

Spiegare il fattore di attività.

Il fattore di attività è la probabilità che il nodo del circuito passi da 0 a 1, perché quella è l'unica volta che il circuito consuma energia. Un orologio ha un fattore di attività F = 1 perché sale e scende ad ogni ciclo. La maggior parte dei dati ha un fattore di attività massimo di 0,5 perché le transizioni vengono effettuate solo una volta per ciclo. I dati veramente casuali hanno un fattore di attività di 0,25 perché passano a cicli alterni. La logica CMOS statica è stata determinata empiricamente per avere fattori di attività più vicini a 0,1 perché alcune porte mantengono uno stato di uscita più spesso di un altro e perché gli ingressi di dati reali ad alcune parti di un sistema spesso rimangono costanti da un ciclo all'altro.

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