Energia de comutação em CMOS Calculadora

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✖A Energia Total no CMOS é definida como a propriedade quantitativa que deve ser transferida para um objeto para realizar trabalho ou aquecer o objeto no CMOS.ⓘ Energia total em CMOS [E_t]			+10% -10%
✖Vazamento de energia no CMOS é definido como um vazamento de energia quando estamos gastando energia de maneiras que causam um déficit energético.ⓘ Vazamento de energia no CMOS [E_leak]			+10% -10%

✖A energia de comutação no CMOS é definida como a propriedade quantitativa que deve ser transferida para um objeto para realizar trabalho ou aquecer o objeto durante a comutação do circuito.ⓘ Energia de comutação em CMOS [E_s]

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Fórmula

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Energia de comutação em CMOS

Fórmula

`"E"_{"s"} = "E"_{"t"}-"E"_{"leak"}`

Exemplo

`"35pJ"="42pJ"-"7pJ"`

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Energia de comutação em CMOS Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Troca de energia no CMOS = Energia total em CMOS-Vazamento de energia no CMOS
E_s = E_t-E_leak
Esta fórmula usa 3 Variáveis

Variáveis Usadas

Troca de energia no CMOS - (Medido em Joule) - A energia de comutação no CMOS é definida como a propriedade quantitativa que deve ser transferida para um objeto para realizar trabalho ou aquecer o objeto durante a comutação do circuito.
Energia total em CMOS - (Medido em Joule) - A Energia Total no CMOS é definida como a propriedade quantitativa que deve ser transferida para um objeto para realizar trabalho ou aquecer o objeto no CMOS.
Vazamento de energia no CMOS - (Medido em Joule) - Vazamento de energia no CMOS é definido como um vazamento de energia quando estamos gastando energia de maneiras que causam um déficit energético.

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

Energia total em CMOS: 42 Picojoule --> 4.2E-11 Joule (Verifique a conversão aqui)
Vazamento de energia no CMOS: 7 Picojoule --> 7E-12 Joule (Verifique a conversão aqui)

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

E_s = E_t-E_leak --> 4.2E-11-7E-12

Avaliando ... ...

E_s = 3.5E-11

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

3.5E-11 Joule -->35 Picojoule (Verifique a conversão aqui)

RESPOSTA FINAL

35 Picojoule <-- Troca de energia no CMOS

(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!

< 17 Métricas de potência CMOS Calculadoras

Portões no Caminho Crítico

Vai Portões no Caminho Crítico = Ciclo de trabalho*(Desatualizado*(10^Tensão do Coletor Base))/(Capacitância do portão para o canal*[BoltZ]*Tensão do Coletor Base)

Vazamento do portão através do dielétrico do portão

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

Vazamento de sublimiar através de transistores OFF

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

Corrente de Contenção em Circuitos Racionados

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

Comutação de saída no consumo de energia da carga

Vai Troca de saída = Consumo de energia de carga capacitiva/(Capacitância de Carga Externa*Tensão de alimentação^2*Frequência do sinal de saída)

Consumo de energia de carga capacitiva

Vai Consumo de energia de carga capacitiva = Capacitância de Carga Externa*Tensão de alimentação^2*Frequência do sinal de saída*Troca de saída

Fator de atividade

Vai Fator de atividade = Troca de energia/(Capacitância*Tensão do Coletor Base^2*Frequência)

Poder de comutação

Vai Troca de energia = Fator de atividade*(Capacitância*Tensão do Coletor Base^2*Frequência)

Taxa de rejeição da fonte de alimentação

Vai Taxa de rejeição da fonte de alimentação = 20*log10(Ondulação de tensão de entrada/Ondulação da tensão de saída)

Comutação de energia em CMOS

Vai Troca de energia = (Tensão Positiva^2)*Frequência*Capacitância

Energia de comutação em CMOS

Vai Troca de energia no CMOS = Energia total em CMOS-Vazamento de energia no CMOS

Vazamento de energia em CMOS

Vai Vazamento de energia no CMOS = Energia total em CMOS-Troca de energia no CMOS

Energia total em CMOS

Vai Energia total em CMOS = Troca de energia no CMOS+Vazamento de energia no CMOS

Potência de curto-circuito em CMOS

Vai Potência de curto-circuito = Potência Dinâmica-Troca de energia

Potência Dinâmica em CMOS

Vai Potência Dinâmica = Potência de curto-circuito+Troca de energia

Potência estática em CMOS

Vai Potência estática do CMOS = Poder total-Potência Dinâmica

Potência total em CMOS

Vai Poder total = Potência estática do CMOS+Potência Dinâmica

Energia de comutação em CMOS Fórmula

Troca de energia no CMOS = Energia total em CMOS-Vazamento de energia no CMOS
E_s = E_t-E_leak

Qual é a importância da comutação de energia?

Na operação sublimiar, a corrente cai exponencialmente à medida que VDD – Vt diminui e, portanto, o atraso aumenta exponencialmente. A energia de comutação melhora quadraticamente com VDD. A corrente de fuga melhora lentamente com VDD devido ao DIBL, mas a energia de fuga aumenta exponencialmente porque a porta mais lenta vaza por mais tempo. Para obter uma operação de energia mínima, todos os transistores devem ter largura mínima. Isso reduz a capacitância de comutação e o vazamento. O vazamento de porta e junção e a potência de curto-circuito são insignificantes na operação sublimiar, de modo que a energia total é a soma da energia de comutação e de vazamento, que é minimizada perto do ponto de cruzamento.

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