Tempo de saturação Calculadora

✖Capacitância de carga é a capacitância total conectada ao terminal de saída do transistor, incluindo componentes externos e a própria capacitância parasita do MOSFET.ⓘ Capacitância de Carga [C_load]			+10% -10%
✖O parâmetro de processo de transcondutância é uma constante específica do dispositivo que caracteriza a capacidade do transistor de converter uma mudança na tensão da porta em uma mudança na corrente de saída.ⓘ Parâmetro do Processo de Transcondutância [k_n]			+10% -10%
✖Alta Tensão de Saída é o nível máximo de tensão que o transistor pode atingir em seu terminal de saída quando totalmente ligado (operando em saturação).ⓘ Alta Tensão de Saída [V_OH]			+10% -10%
✖Tensão limite é a tensão mínima porta-fonte necessária em um MOSFET para ligá-lo e permitir o fluxo de uma corrente significativa.ⓘ Tensão de limiar [V_T]			+10% -10%

✖Tempo de saturação é o tempo que leva para a tensão de saída de um MOSFET atingir um nível especificado (Vⓘ Tempo de saturação [T_sat]

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Fórmula

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Tempo de saturação

Fórmula

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

Exemplo

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

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Tempo de saturação Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Tempo de saturação = -2*Capacitância de Carga/(Parâmetro do Processo de Transcondutância*(Alta Tensão de Saída-Tensão de limiar)^2)*int(1,x,Alta Tensão de Saída,Alta Tensão de Saída-Tensão de limiar)
T_sat = -2*C_load/(k_n*(V_OH-V_T)^2)*int(1,x,V_OH,V_OH-V_T)
Esta fórmula usa 1 Funções, 5 Variáveis

Funções usadas

int - A integral definida pode ser usada para calcular a área líquida sinalizada, que é a área acima do eixo x menos a área abaixo do eixo x., int(expr, arg, from, to)

Variáveis Usadas

Tempo de saturação - (Medido em Segundo) - Tempo de saturação é o tempo que leva para a tensão de saída de um MOSFET atingir um nível especificado (V
Capacitância de Carga - (Medido em Farad) - Capacitância de carga é a capacitância total conectada ao terminal de saída do transistor, incluindo componentes externos e a própria capacitância parasita do MOSFET.
Parâmetro do Processo de Transcondutância - (Medido em Ampère por Volt Quadrado) - O parâmetro de processo de transcondutância é uma constante específica do dispositivo que caracteriza a capacidade do transistor de converter uma mudança na tensão da porta em uma mudança na corrente de saída.
Alta Tensão de Saída - (Medido em Volt) - Alta Tensão de Saída é o nível máximo de tensão que o transistor pode atingir em seu terminal de saída quando totalmente ligado (operando em saturação).
Tensão de limiar - (Medido em Volt) - Tensão limite é a tensão mínima porta-fonte necessária em um MOSFET para ligá-lo e permitir o fluxo de uma corrente significativa.

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

Capacitância de Carga: 9.77 Farad --> 9.77 Farad Nenhuma conversão necessária
Parâmetro do Processo de Transcondutância: 4.553 Ampère por Volt Quadrado --> 4.553 Ampère por Volt Quadrado Nenhuma conversão necessária
Alta Tensão de Saída: 3.789 Volt --> 3.789 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão de limiar: 5.91 Volt --> 5.91 Volt Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

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)

Avaliando ... ...

T_sat = 5.63810361511811

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

5.63810361511811 Segundo --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

5.63810361511811 ≈ 5.638104 Segundo <-- Tempo de saturação

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Vignesh Naidu

Instituto Vellore de Tecnologia (VITA), Vellore, Tamil Nadu

Vignesh Naidu criou esta calculadora e mais 25+ calculadoras!

Verificado por Dipanjona Mallick

Instituto Patrimonial de Tecnologia (HITK), Calcutá

Dipanjona Mallick verificou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

< 21 Transistor MOS Calculadoras

Fator de equivalência de tensão na parede lateral

Vai Fator de equivalência de tensão na parede lateral = -(2*sqrt(Potencial integrado de junções de paredes laterais)/(Tensão Final-Tensão Inicial)*(sqrt(Potencial integrado de junções de paredes laterais-Tensão Final)-sqrt(Potencial integrado de junções de paredes laterais-Tensão Inicial)))

Puxar para baixo a corrente na região linear

Vai Corrente de redução da região linear = sum(x,0,Número de transistores de driver paralelo,(Mobilidade Eletrônica*Capacitância de Óxido/2)*(Largura de banda/Comprimento do canal)*(2*(Tensão da Fonte da Porta-Tensão de limiar)*Voltagem de saída-Voltagem de saída^2))

Tensão do nó em determinada instância

Vai Tensão do nó em determinada instância = (Fator de Transcondutância/Capacitância do nó)*int(exp(-(1/(Resistência do nó*Capacitância do nó))*(Período de tempo-x))*Corrente fluindo para o nó*x,x,0,Período de tempo)

Puxe para baixo a corrente na região de saturação

Vai Corrente de redução da região de saturação = sum(x,0,Número de transistores de driver paralelo,(Mobilidade Eletrônica*Capacitância de Óxido/2)*(Largura de banda/Comprimento do canal)*(Tensão da Fonte da Porta-Tensão de limiar)^2)

Tempo de saturação

Vai Tempo de saturação = -2*Capacitância de Carga/(Parâmetro do Processo de Transcondutância*(Alta Tensão de Saída-Tensão de limiar)^2)*int(1,x,Alta Tensão de Saída,Alta Tensão de Saída-Tensão de limiar)

Corrente de drenagem que flui através do transistor MOS

Vai Corrente de drenagem = (Largura de banda/Comprimento do canal)*Mobilidade Eletrônica*Capacitância de Óxido*int((Tensão da Fonte da Porta-x-Tensão de limiar),x,0,Tensão da fonte de drenagem)

Densidade de Carga da Região de Esgotamento

Vai Densidade de Carga da Camada de Esgotamento = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentração de Dopagem do Aceitante*modulus(Potencial de Superfície-Potencial de Fermi em massa)))

Atraso de tempo quando o NMOS opera na região linear

Vai Região Linear em Atraso de Tempo = -2*Capacitância de Junção*int(1/(Parâmetro do Processo de Transcondutância*(2*(Tensão de entrada-Tensão de limiar)*x-x^2)),x,Tensão Inicial,Tensão Final)

Profundidade da região de esgotamento associada ao dreno

Vai Região de profundidade de esgotamento do dreno = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Potencial de junção integrado+Tensão da fonte de drenagem))/([Charge-e]*Concentração de Dopagem do Aceitante))

Corrente de drenagem na região de saturação no transistor MOS

Vai Corrente de drenagem da região de saturação = Largura de banda*Velocidade de deriva de elétrons de saturação*int(Carregar*Parâmetro de canal curto,x,0,Comprimento Efetivo do Canal)

Profundidade Máxima de Esgotamento

Vai Profundidade Máxima de Esgotamento = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Potencial de Fermi em massa))/([Charge-e]*Concentração de Dopagem do Aceitante))

Potencial de Fermi para tipo P

Vai Potencial de Fermi para tipo P = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentração Intrínseca de Portadores/Concentração de Dopagem do Aceitante)

Potencial de Fermi para tipo N

Vai Potencial de Fermi para tipo N = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentração de dopante doador/Concentração Intrínseca de Portadores)

Potencial integrado na região de esgotamento

Vai Tensão embutida = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentração de Dopagem do Aceitante*modulus(-2*Potencial de Fermi em massa)))

Capacitância equivalente de sinal grande

Vai Capacitância equivalente de sinal grande = (1/(Tensão Final-Tensão Inicial))*int(Capacitância de Junção*x,x,Tensão Inicial,Tensão Final)

Profundidade da região de esgotamento associada à fonte

Vai Região de profundidade de esgotamento da fonte = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Potencial de junção integrado)/([Charge-e]*Concentração de Dopagem do Aceitante))

Coeficiente de polarização do substrato

Vai Coeficiente de polarização do substrato = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentração de Dopagem do Aceitante)/Capacitância de Óxido

Capacitância equivalente de junção de sinal grande

Vai Capacitância equivalente de junção de sinal grande = Perímetro da parede lateral*Capacitância de Junção Lateral*Fator de equivalência de tensão na parede lateral

Potência Média Dissipada ao Longo do Tempo

Vai Potencia média = (1/Tempo total gasto)*int(Tensão*Atual,x,0,Tempo Total Levado)

Capacitância da junção da parede lateral com polarização zero por unidade de comprimento

Vai Capacitância de Junção Lateral = Potencial de junção da parede lateral com polarização zero*Profundidade da parede lateral

Função de trabalho no MOSFET

Vai Função no trabalho = Nível de vácuo+(Nível de energia da banda de condução-Nível Fermi)

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