Atraso de tempo quando o NMOS opera na região linear Calculadora

✖Capacitância de junção refere-se à capacitância resultante da região de depleção entre os terminais fonte/dreno e o substrato.ⓘ Capacitância de Junção [C_j]			+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%
✖Tensão de entrada é a diferença de potencial elétrico aplicada aos terminais de entrada de um componente ou sistema.ⓘ Tensão de entrada [V_i]			+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%
✖Tensão Inicial refere-se à tensão presente em um ponto específico de um circuito no início de uma determinada operação ou sob condições específicas.ⓘ Tensão Inicial [V₁]			+10% -10%
✖Tensão Final refere-se ao nível de tensão alcançado ou medido na conclusão de um processo ou evento específico.ⓘ Tensão Final [V₂]			+10% -10%

✖Região Linear em Atraso de Tempo é definida como o atraso que surge da carga e descarga de capacitores conectados ao NMOS durante eventos de comutação.ⓘ Atraso de tempo quando o NMOS opera na região linear [t_delay]

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Fórmula

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Atraso de tempo quando o NMOS opera na região linear

Fórmula

`"t"_{"delay"} = -2*"C"_{"j"}*int(1/("k"_{"n"}*(2*("V"_{"i"}-"V"_{"T"})*x-x^2)),x,"V"_{"1"},"V"_{"2"})`

Exemplo

`"706.5205s"=-2*"95009F"*int(1/("4.553A/V²"*(2*("2.25V"-"5.91V")*x-x^2)),x,"5.42nV","6.135nV")`

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Atraso de tempo quando o NMOS opera na região linear Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

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)
t_delay = -2*C_j*int(1/(k_n*(2*(V_i-V_T)*x-x^2)),x,V₁,V₂)
Esta fórmula usa 1 Funções, 7 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

Região Linear em Atraso de Tempo - (Medido em Segundo) - Região Linear em Atraso de Tempo é definida como o atraso que surge da carga e descarga de capacitores conectados ao NMOS durante eventos de comutação.
Capacitância de Junção - (Medido em Farad) - Capacitância de junção refere-se à capacitância resultante da região de depleção entre os terminais fonte/dreno e o substrato.
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.
Tensão de entrada - (Medido em Volt) - Tensão de entrada é a diferença de potencial elétrico aplicada aos terminais de entrada de um componente ou sistema.
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.
Tensão Inicial - (Medido em Volt) - Tensão Inicial refere-se à tensão presente em um ponto específico de um circuito no início de uma determinada operação ou sob condições específicas.
Tensão Final - (Medido em Volt) - Tensão Final refere-se ao nível de tensão alcançado ou medido na conclusão de um processo ou evento específico.

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

Capacitância de Junção: 95009 Farad --> 95009 Farad Nenhuma conversão necessária
Parâmetro do Processo de Transcondutância: 4.553 Ampère por Volt Quadrado --> 4.553 Ampère por Volt Quadrado Nenhuma conversão necessária
Tensão de entrada: 2.25 Volt --> 2.25 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão de limiar: 5.91 Volt --> 5.91 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão Inicial: 5.42 Nanovalt --> 5.42E-09 Volt (Verifique a conversão aqui)
Tensão Final: 6.135 Nanovalt --> 6.135E-09 Volt (Verifique a conversão aqui)

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

t_delay = -2*C_j*int(1/(k_n*(2*(V_i-V_T)*x-x^2)),x,V₁,V₂) --> -2*95009*int(1/(4.553*(2*(2.25-5.91)*x-x^2)),x,5.42E-09,6.135E-09)

Avaliando ... ...

t_delay = 706.520454377221

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

706.520454377221 Segundo --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

706.520454377221 ≈ 706.5205 Segundo <-- Região Linear em Atraso de Tempo

(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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