Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS Calculadora

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✖A tensão de alimentação é a entrada de tensão.ⓘ Tensão de alimentação [V_cc]			+10% -10%
✖A tensão limite de polarização zero é definida como a tensão de porta necessária quando a tensão da fonte ao substrato é zero.ⓘ Tensão limite de polarização zero [V_T0]			+10% -10%
✖A transcondutância do NMOS no CMOS é definida como a multiplicação da mobilidade dos elétrons, a relação largura-comprimento do NMOS e a capacitância do óxido.ⓘ Transcondutância de NMOS [K_n]			+10% -10%
✖A resistência de carga é definida como um componente eletrônico que limita a quantidade de corrente que flui através de um circuito.ⓘ Resistência de carga [R_L]			+10% -10%
✖Tensão de alimentação é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos em um circuito elétrico fornecido por uma fonte de energia, como uma bateria ou uma tomada elétrica.ⓘ Tensão de alimentação [V_cc]			+10% -10%

✖A tensão mínima de saída da carga resistiva é definida como a tensão mínima de saída quando o nível de saída é lógico "1" no inversor de carga resistiva.ⓘ Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS [V_OL(RL)]

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Fórmula

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Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS

Fórmula

`"V"_{"OL(RL)"} = "V"_{"cc"}-"V"_{"T0"}+(1/("K"_{"n"}*"R"_{"L"}))-sqrt(("V"_{"cc"}-"V"_{"T0"}+(1/("K"_{"n"}*"R"_{"L"})))^2-(2*"V"_{"cc"}/("K"_{"n"}*"R"_{"L"})))`

Exemplo

`"0.028984V"="1.55V"-"1.4V"+(1/("200µA/V²"*"2MΩ"))-sqrt(("1.55V"-"1.4V"+(1/("200µA/V²"*"2MΩ")))^2-(2*"1.6V"/("200µA/V²"*"2MΩ")))`

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Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Tensão mínima de saída de carga resistiva = Tensão de alimentação-Tensão limite de polarização zero+(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))-sqrt((Tensão de alimentação-Tensão limite de polarização zero+(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga)))^2-(2*Tensão de alimentação/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga)))
V_OL(RL) = V_cc-V_T0+(1/(K_n*R_L))-sqrt((V_cc-V_T0+(1/(K_n*R_L)))^2-(2*V_cc/(K_n*R_L)))
Esta fórmula usa 1 Funções, 6 Variáveis

Funções usadas

sqrt - Uma função de raiz quadrada é uma função que recebe um número não negativo como entrada e retorna a raiz quadrada do número de entrada fornecido., sqrt(Number)

Variáveis Usadas

Tensão mínima de saída de carga resistiva - (Medido em Volt) - A tensão mínima de saída da carga resistiva é definida como a tensão mínima de saída quando o nível de saída é lógico "1" no inversor de carga resistiva.
Tensão de alimentação - (Medido em Volt) - A tensão de alimentação é a entrada de tensão.
Tensão limite de polarização zero - (Medido em Volt) - A tensão limite de polarização zero é definida como a tensão de porta necessária quando a tensão da fonte ao substrato é zero.
Transcondutância de NMOS - (Medido em Ampère por Volt Quadrado) - A transcondutância do NMOS no CMOS é definida como a multiplicação da mobilidade dos elétrons, a relação largura-comprimento do NMOS e a capacitância do óxido.
Resistência de carga - (Medido em Ohm) - A resistência de carga é definida como um componente eletrônico que limita a quantidade de corrente que flui através de um circuito.
Tensão de alimentação - (Medido em Volt) - Tensão de alimentação é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos em um circuito elétrico fornecido por uma fonte de energia, como uma bateria ou uma tomada elétrica.

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

Tensão de alimentação: 1.55 Volt --> 1.55 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão limite de polarização zero: 1.4 Volt --> 1.4 Volt Nenhuma conversão necessária
Transcondutância de NMOS: 200 Microamperes por Volt Quadrado --> 0.0002 Ampère por Volt Quadrado (Verifique a conversão aqui)
Resistência de carga: 2 Megohm --> 2000000 Ohm (Verifique a conversão aqui)
Tensão de alimentação: 1.6 Volt --> 1.6 Volt Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

V_OL(RL) = V_cc-V_T0+(1/(K_n*R_L))-sqrt((V_cc-V_T0+(1/(K_n*R_L)))^2-(2*V_cc/(K_n*R_L))) --> 1.55-1.4+(1/(0.0002*2000000))-sqrt((1.55-1.4+(1/(0.0002*2000000)))^2-(2*1.6/(0.0002*2000000)))

Avaliando ... ...

V_OL(RL) = 0.0289838067296437

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

0.0289838067296437 Volt --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

0.0289838067296437 ≈ 0.028984 Volt <-- Tensão mínima de saída de carga resistiva

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Priyanka Patel

Faculdade de Engenharia Lalbhai Dalpatbhai (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel criou esta calculadora e mais 25+ calculadoras!

Verificado por Santosh Yadav

Faculdade de Engenharia Dayananda Sagar (DSCE), Banglore

Santosh Yadav verificou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

< 17 Inversores CMOS Calculadoras

Atraso de propagação para CMOS de transição de saída baixa para alta

Vai Tempo para transição de produção baixa para alta = (Capacitância de Carga/(Transcondutância do PMOS*(Tensão de alimentação-abs(Tensão limite de PMOS com polarização corporal))))*(((2*abs(Tensão limite de PMOS com polarização corporal))/(Tensão de alimentação-abs(Tensão limite de PMOS com polarização corporal)))+ln((4*(Tensão de alimentação-abs(Tensão limite de PMOS com polarização corporal))/Tensão de alimentação)-1))

Atraso de propagação para CMOS de transição de saída alta para baixa

Vai Tempo para transição de saída de alto para baixo = (Capacitância de Carga/(Transcondutância de NMOS*(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal)))*((2*Tensão limite de NMOS com polarização corporal/(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal))+ln((4*(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal)/Tensão de alimentação)-1))

Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS

Vai Tensão mínima de saída de carga resistiva = Tensão de alimentação-Tensão limite de polarização zero+(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))-sqrt((Tensão de alimentação-Tensão limite de polarização zero+(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga)))^2-(2*Tensão de alimentação/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga)))

Tensão máxima de entrada CMOS

Vai Tensão máxima de entrada CMOS = (2*Tensão de saída para entrada máxima+(Tensão limite de PMOS sem polarização corporal)-Tensão de alimentação+Razão de Transcondutância*Tensão limite de NMOS sem polarização corporal)/(1+Razão de Transcondutância)

Tensão de entrada mínima de carga resistiva CMOS

Vai Tensão de entrada mínima de carga resistiva = Tensão limite de polarização zero+sqrt((8*Tensão de alimentação)/(3*Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))-(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))

Tensão Limite CMOS

Vai Tensão de limiar = (Tensão limite de NMOS sem polarização corporal+sqrt(1/Razão de Transcondutância)*(Tensão de alimentação+(Tensão limite de PMOS sem polarização corporal)))/(1+sqrt(1/Razão de Transcondutância))

Capacitância de carga do inversor CMOS em cascata

Vai Capacitância de Carga = Capacitância de drenagem do portão do PMOS+Capacitância de drenagem do portão do NMOS+Drenar capacitância em massa do PMOS+Drenar capacitância em massa de NMOS+Capacitância Interna+Capacitância do portão

Tensão Mínima de Entrada CMOS

Vai Tensão Mínima de Entrada = (Tensão de alimentação+(Tensão limite de PMOS sem polarização corporal)+Razão de Transcondutância*(2*Voltagem de saída+Tensão limite de NMOS sem polarização corporal))/(1+Razão de Transcondutância)

Energia entregue pela fonte de alimentação

Vai Energia entregue pela fonte de alimentação = int(Tensão de alimentação*Corrente de drenagem instantânea*x,x,0,Intervalo de carga do capacitor)

Tensão de entrada máxima de carga resistiva CMOS

Vai Tensão de entrada máxima de carga resistiva CMOS = Tensão limite de polarização zero+(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))

CMOS de atraso médio de propagação

Vai Atraso médio de propagação = (Tempo para transição de saída de alto para baixo+Tempo para transição de produção baixa para alta)/2

CMOS de dissipação média de energia

Vai Dissipação Média de Potência = Capacitância de Carga*(Tensão de alimentação)^2*Frequência

Tensão máxima de entrada para CMOS simétrico

Vai Tensão máxima de entrada = (3*Tensão de alimentação+2*Tensão limite de NMOS sem polarização corporal)/8

Tensão de entrada mínima para CMOS simétrico

Vai Tensão Mínima de Entrada = (5*Tensão de alimentação-2*Tensão limite de NMOS sem polarização corporal)/8

Oscilador de anel de período de oscilação CMOS

Vai Período de oscilação = 2*Número de estágios do oscilador de anel*Atraso médio de propagação

Margem de ruído para CMOS de alto sinal

Vai Margem de ruído para sinal alto = Tensão máxima de saída-Tensão Mínima de Entrada

Relação de transcondutância CMOS

Vai Razão de Transcondutância = Transcondutância de NMOS/Transcondutância do PMOS

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