Capacitância da porta Calculadora

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Otimização de materiais VLSI

Projeto VLSI analógico

✖A carga do canal é definida como a força experimentada por uma matéria, quando colocada em um campo eletromagnético.ⓘ Taxa de canal [Q_ch]			+10% -10%
✖A tensão de porta para canal é definida como a resistência no estado ligado da fonte de drenagem é maior que o valor nominal quando a tensão de porta está próxima da tensão limite.ⓘ Tensão do portão para o canal [V_gc]			+10% -10%
✖A tensão limite do transistor é a porta mínima para a tensão da fonte necessária para criar um caminho condutor entre os terminais da fonte e do dreno.ⓘ Tensão de limiar [V_t]			+10% -10%

✖Capacitância de porta é a capacitância do terminal de porta de um transistor de efeito de campo.ⓘ Capacitância da porta [C_g]

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Fórmula

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Capacitância da porta

Fórmula

`"C"_{"g"} = "Q"_{"ch"}/("V"_{"gc"}-"V"_{"t"}) `

Exemplo

`"59.60364μF"="0.40mC"/("7.011V"-"0.3V") `

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Capacitância da porta Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Capacitância do portão = Taxa de canal/(Tensão do portão para o canal-Tensão de limiar)
C_g = Q_ch/(V_gc-V_t)
Esta fórmula usa 4 Variáveis

Variáveis Usadas

Capacitância do portão - (Medido em Farad) - Capacitância de porta é a capacitância do terminal de porta de um transistor de efeito de campo.
Taxa de canal - (Medido em Coulomb) - A carga do canal é definida como a força experimentada por uma matéria, quando colocada em um campo eletromagnético.
Tensão do portão para o canal - (Medido em Volt) - A tensão de porta para canal é definida como a resistência no estado ligado da fonte de drenagem é maior que o valor nominal quando a tensão de porta está próxima da tensão limite.
Tensão de limiar - (Medido em Volt) - A tensão limite do transistor é a porta mínima para a tensão da fonte necessária para criar um caminho condutor entre os terminais da fonte e do dreno.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Taxa de canal: 0.4 Milicoulomb --> 0.0004 Coulomb (Verifique a conversão aqui)
Tensão do portão para o canal: 7.011 Volt --> 7.011 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão de limiar: 0.3 Volt --> 0.3 Volt Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

C_g = Q_ch/(V_gc-V_t) --> 0.0004/(7.011-0.3)

Avaliando ... ...

C_g = 5.96036358217851E-05

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

5.96036358217851E-05 Farad -->59.6036358217851 Microfarad (Verifique a conversão aqui)

RESPOSTA FINAL

59.6036358217851 ≈ 59.60364 Microfarad <-- Capacitância do portão

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Shobhit Dimri

Instituto de Tecnologia Bipin Tripathi Kumaon (BTKIT), Dwarahat

Shobhit Dimri criou esta calculadora e mais 900+ calculadoras!

Verificado por Urvi Rathod

Vishwakarma Government Engineering College (VGEC), Ahmedabad

Urvi Rathod verificou esta calculadora e mais 1900+ calculadoras!

< 25 Otimização de materiais VLSI Calculadoras

Densidade de carga da região de esgotamento em massa VLSI

Vai Densidade de carga da região de esgotamento em massa = -(1-((Extensão lateral da região de esgotamento com fonte+Extensão Lateral da Região de Esgotamento com Dreno)/(2*Comprimento do canal)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentração do aceitante*abs(2*Potencial de Superfície))

Coeficiente de Efeito Corporal

Vai Coeficiente de Efeito Corporal = modulus((Tensão de limiar-Tensão Limite DIBL)/(sqrt(Potencial de Superfície+(Diferença potencial do corpo de origem))-sqrt(Potencial de Superfície)))

Tensão integrada de junção VLSI

Vai Tensão interna de junção = ([BoltZ]*Temperatura/[Charge-e])*ln(Concentração do aceitante*Concentração de doadores/(Concentração Intrínseca)^2)

Profundidade de esgotamento da junção PN com fonte VLSI

Vai Profundidade de esgotamento da junção Pn com fonte = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Tensão interna de junção)/([Charge-e]*Concentração do aceitante))

Capacitância Parasítica da Fonte Total

Vai Fonte de capacitância parasita = (Capacitância entre Junção do Corpo e Fonte*Área de Difusão de Fonte)+(Capacitância entre a junção do corpo e a parede lateral*Perímetro da parede lateral de difusão da fonte)

Corrente de saturação de canal curto VLSI

Vai Corrente de saturação de canal curto = Largura de banda*Velocidade de deriva de elétrons de saturação*Capacitância de Óxido por Unidade de Área*Tensão da fonte de drenagem de saturação

Corrente de junção

Vai Corrente de Junção = (Potência Estática/Tensão do Coletor Base)-(Corrente Sublimiar+Corrente de contenção+Corrente do portão)

Potencial de Superfície

Vai Potencial de Superfície = 2*Diferença potencial do corpo de origem*ln(Concentração do aceitante/Concentração Intrínseca)

Comprimento do portão usando capacitância de óxido de portão

Vai Comprimento do portão = Capacitância do portão/(Capacitância da camada de óxido de porta*Largura do portão)

Capacitância de Óxido de Porta

Vai Capacitância da camada de óxido de porta = Capacitância do portão/(Largura do portão*Comprimento do portão)

Capacitância da porta

Vai Capacitância do portão = Taxa de canal/(Tensão do portão para o canal-Tensão de limiar)

Tensão de limiar

Vai Tensão de limiar = Tensão do portão para o canal-(Taxa de canal/Capacitância do portão)

Tensão Limiar quando a Fonte está no Potencial Corporal

Vai Tensão Limite DIBL = Coeficiente DIBL*Drenar para Potencial de Fonte+Tensão de limiar

Coeficiente DIBL

Vai Coeficiente DIBL = (Tensão Limite DIBL-Tensão de limiar)/Drenar para Potencial de Fonte

Carga do canal

Vai Taxa de canal = Capacitância do portão*(Tensão do portão para o canal-Tensão de limiar)

Sublimiar Inclinação

Vai Inclinação Sublimiar = Diferença potencial do corpo de origem*Coeficiente DIBL*ln(10)

Capacitância de Óxido após Full Scaling VLSI

Vai Capacitância de óxido após escala completa = Capacitância de Óxido por Unidade de Área*Fator de escala

Espessura de óxido de porta após escala completa VLSI

Vai Espessura do óxido de porta após escala completa = Espessura do Óxido de Porta/Fator de escala

Capacitância de porta intrínseca

Vai Capacitância de sobreposição de porta MOS = Capacitância da Porta MOS*Largura da transição

Tensão Crítica

Vai Tensão Crítica = Campo Elétrico Crítico*Campo elétrico ao longo do comprimento do canal

Profundidade da junção após Full Scaling VLSI

Vai Profundidade da junção após escala completa = Profundidade da Junção/Fator de escala

Comprimento do canal após Full Scaling VLSI

Vai Comprimento do canal após escala completa = Comprimento do canal/Fator de escala

Mobilidade em Mosfet

Vai Mobilidade em MOSFET = K Prime/Capacitância da camada de óxido de porta

Largura do canal após Full Scaling VLSI

Vai Largura do canal após escala completa = Largura de banda/Fator de escala

K-Prime

Vai K Prime = Mobilidade em MOSFET*Capacitância da camada de óxido de porta

Capacitância da porta Fórmula

Capacitância do portão = Taxa de canal/(Tensão do portão para o canal-Tensão de limiar)
C_g = Q_ch/(V_gc-V_t)

Quais são as aplicações de cálculo da capacitância da porta no VLSI?

O cálculo da capacitância da porta (VLSI) é crucial para otimizar o consumo de energia e a integridade do sinal. Ajuda no projeto de circuitos CMOS eficientes, determinando atrasos e minimizando a potência de comutação. Esse conhecimento é vital para obter circuitos integrados de alto desempenho e baixo consumo de energia em aplicações como smartphones, dispositivos IoT e microprocessadores.

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