Задержка распространения сигнала КМОП с переходом от низкого к высокому выходному сигналу Калькулятор

✖Емкость нагрузки КМОП инвертора определяется как объединение емкостей в эквивалентную сосредоточенную линейную емкость.ⓘ Емкость нагрузки [C_load]			+10% -10%
✖Крутизна ПМОП в КМОП определяется как произведение подвижности электронов, отношения ширины к длине ПМОП и оксидной емкости.ⓘ Крутизна PMOS [K_p]			+10% -10%
✖Напряжение питания CMOS определяется как напряжение питания, подаваемое на клемму источника PMOS.ⓘ Напряжение питания [V_DD]			+10% -10%
✖Пороговое напряжение PMOS со смещением тела определяется как значение минимально необходимого напряжения затвора для PMOS, когда подложка не имеет потенциала земли.ⓘ Пороговое напряжение PMOS со смещением тела [V_T,p]			+10% -10%

✖Время перехода выходного напряжения из низкого состояния в высокое определяется как время, необходимое для повышения выходного напряжения от уровня VOL до уровня V50%.ⓘ Задержка распространения сигнала КМОП с переходом от низкого к высокому выходному сигналу [ζ_PLH]

⎘ копия

👎

Формула

✖

Задержка распространения сигнала КМОП с переходом от низкого к высокому выходному сигналу

Формула

`"ζ"_{"PLH"} = ("C"_{"load"}/("K"_{"p"}*("V"_{"DD"}-abs("V"_{"T,p"}))))*(((2*abs("V"_{"T,p"}))/("V"_{"DD"}-abs("V"_{"T,p"})))+ln((4*("V"_{"DD"}-abs("V"_{"T,p"}))/"V"_{"DD"})-1))`

Пример

`"0.006183ns"=("0.85fF"/("80µA/V²"*("3.3V"-abs("-0.9V"))))*(((2*abs("-0.9V"))/("3.3V"-abs("-0.9V")))+ln((4*("3.3V"-abs("-0.9V"))/"3.3V")-1))`

Калькулятор

LaTeX

сбросить

👍

Скачать Проектирование и применение КМОП формула PDF PDF Image

Задержка распространения сигнала КМОП с переходом от низкого к высокому выходному сигналу Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

Используемая формула

Время перехода от низкого к высокому выходному сигналу = (Емкость нагрузки/(Крутизна PMOS*(Напряжение питания-abs(Пороговое напряжение PMOS со смещением тела))))*(((2*abs(Пороговое напряжение PMOS со смещением тела))/(Напряжение питания-abs(Пороговое напряжение PMOS со смещением тела)))+ln((4*(Напряжение питания-abs(Пороговое напряжение PMOS со смещением тела))/Напряжение питания)-1))
ζ_PLH = (C_load/(K_p*(V_DD-abs(V_T,p))))*(((2*abs(V_T,p))/(V_DD-abs(V_T,p)))+ln((4*(V_DD-abs(V_T,p))/V_DD)-1))
В этой формуле используются 2 Функции, 5 Переменные

Используемые функции

ln - Натуральный логарифм, также известный как логарифм по основанию e, является обратной функцией натуральной показательной функции., ln(Number)
abs - Абсолютное значение числа — это его расстояние от нуля на числовой прямой. Это всегда положительное значение, поскольку оно представляет величину числа без учета его направления., abs(Number)

Используемые переменные

Время перехода от низкого к высокому выходному сигналу - (Измеряется в Второй) - Время перехода выходного напряжения из низкого состояния в высокое определяется как время, необходимое для повышения выходного напряжения от уровня VOL до уровня V50%.
Емкость нагрузки - (Измеряется в фарада) - Емкость нагрузки КМОП инвертора определяется как объединение емкостей в эквивалентную сосредоточенную линейную емкость.
Крутизна PMOS - (Измеряется в Ампер на квадратный вольт) - Крутизна ПМОП в КМОП определяется как произведение подвижности электронов, отношения ширины к длине ПМОП и оксидной емкости.
Напряжение питания - (Измеряется в вольт) - Напряжение питания CMOS определяется как напряжение питания, подаваемое на клемму источника PMOS.
Пороговое напряжение PMOS со смещением тела - (Измеряется в вольт) - Пороговое напряжение PMOS со смещением тела определяется как значение минимально необходимого напряжения затвора для PMOS, когда подложка не имеет потенциала земли.

ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок

Емкость нагрузки: 0.85 фемтофарада --> 8.5E-16 фарада (Проверьте преобразование здесь)
Крутизна PMOS: 80 Микроампер на квадратный вольт --> 8E-05 Ампер на квадратный вольт (Проверьте преобразование здесь)
Напряжение питания: 3.3 вольт --> 3.3 вольт Конверсия не требуется
Пороговое напряжение PMOS со смещением тела: -0.9 вольт --> -0.9 вольт Конверсия не требуется

ШАГ 2: Оцените формулу

Подстановка входных значений в формулу

ζ_PLH = (C_load/(K_p*(V_DD-abs(V_T,p))))*(((2*abs(V_T,p))/(V_DD-abs(V_T,p)))+ln((4*(V_DD-abs(V_T,p))/V_DD)-1)) --> (8.5E-16/(8E-05*(3.3-abs((-0.9)))))*(((2*abs((-0.9)))/(3.3-abs((-0.9))))+ln((4*(3.3-abs((-0.9)))/3.3)-1))

Оценка ... ...

ζ_PLH = 6.18298484472028E-12

ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода

6.18298484472028E-12 Второй -->0.00618298484472028 Наносекунда (Проверьте преобразование здесь)

ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ОТВЕТ

0.00618298484472028 ≈ 0.006183 Наносекунда <-- Время перехода от низкого к высокому выходному сигналу

(Расчет завершен через 00.020 секунд)

Вы здесь -

Дом » Инженерное дело » Электроника » Проектирование и применение КМОП » КМОП-инверторы » Задержка распространения сигнала КМОП с переходом от низкого к высокому выходному сигналу

Кредиты

Сделано Приянка Патель

Инженерный колледж Лалбхай Далпатбхай (ЛДЦЭ), Ахмедабад

Приянка Патель создал этот калькулятор и еще 25+!

Проверено Парминдер Сингх

Чандигархский университет (ТС), Пенджаб

Парминдер Сингх проверил этот калькулятор и еще 500+!

< 17 КМОП-инверторы Калькуляторы

Задержка распространения сигнала КМОП с переходом от низкого к высокому выходному сигналу

Идти Время перехода от низкого к высокому выходному сигналу = (Емкость нагрузки/(Крутизна PMOS*(Напряжение питания-abs(Пороговое напряжение PMOS со смещением тела))))*(((2*abs(Пороговое напряжение PMOS со смещением тела))/(Напряжение питания-abs(Пороговое напряжение PMOS со смещением тела)))+ln((4*(Напряжение питания-abs(Пороговое напряжение PMOS со смещением тела))/Напряжение питания)-1))

Задержка распространения сигнала КМОП с переходом от высокого к низкому выходу

Идти Время перехода от высокого к низкому выходному сигналу = (Емкость нагрузки/(Крутизна NMOS*(Напряжение питания-Пороговое напряжение NMOS со смещением тела)))*((2*Пороговое напряжение NMOS со смещением тела/(Напряжение питания-Пороговое напряжение NMOS со смещением тела))+ln((4*(Напряжение питания-Пороговое напряжение NMOS со смещением тела)/Напряжение питания)-1))

Минимальное выходное напряжение резистивной нагрузки CMOS

Идти Минимальное выходное напряжение резистивной нагрузки = Напряжение питания-Пороговое напряжение нулевого смещения+(1/(Крутизна NMOS*Сопротивление нагрузки))-sqrt((Напряжение питания-Пороговое напряжение нулевого смещения+(1/(Крутизна NMOS*Сопротивление нагрузки)))^2-(2*Напряжение питания/(Крутизна NMOS*Сопротивление нагрузки)))

Максимальное входное напряжение КМОП

Идти Максимальное входное напряжение КМОП = (2*Выходное напряжение для максимального входного сигнала+(Пороговое напряжение PMOS без смещения тела)-Напряжение питания+Коэффициент крутизны*Пороговое напряжение NMOS без смещения тела)/(1+Коэффициент крутизны)

Минимальное входное напряжение резистивной нагрузки КМОП

Идти Минимальное входное напряжение резистивной нагрузки = Пороговое напряжение нулевого смещения+sqrt((8*Напряжение питания)/(3*Крутизна NMOS*Сопротивление нагрузки))-(1/(Крутизна NMOS*Сопротивление нагрузки))

Пороговое напряжение КМОП

Идти Пороговое напряжение = (Пороговое напряжение NMOS без смещения тела+sqrt(1/Коэффициент крутизны)*(Напряжение питания+(Пороговое напряжение PMOS без смещения тела)))/(1+sqrt(1/Коэффициент крутизны))

Минимальное входное напряжение КМОП

Идти Минимальное входное напряжение = (Напряжение питания+(Пороговое напряжение PMOS без смещения тела)+Коэффициент крутизны*(2*Выходное напряжение+Пороговое напряжение NMOS без смещения тела))/(1+Коэффициент крутизны)

Емкость нагрузки каскадного инвертора CMOS

Идти Емкость нагрузки = Емкость затвора-стока PMOS+Емкость затвора-стока NMOS+Сток объемной емкости PMOS+Сток объемной емкости NMOS+Внутренняя емкость+Емкость затвора

Энергия, поставляемая источником питания

Идти Энергия, поставляемая источником питания = int(Напряжение питания*Мгновенный ток стока*x,x,0,Интервал зарядки конденсатора)

Максимальное входное напряжение резистивной нагрузки КМОП

Идти Максимальное входное напряжение резистивной нагрузки КМОП = Пороговое напряжение нулевого смещения+(1/(Крутизна NMOS*Сопротивление нагрузки))

Средняя задержка распространения CMOS

Идти Средняя задержка распространения = (Время перехода от высокого к низкому выходному сигналу+Время перехода от низкого к высокому выходному сигналу)/2

Средняя рассеиваемая мощность КМОП

Идти Средняя рассеиваемая мощность = Емкость нагрузки*(Напряжение питания)^2*Частота

Максимальное входное напряжение для симметричной КМОП

Идти Максимальное входное напряжение = (3*Напряжение питания+2*Пороговое напряжение NMOS без смещения тела)/8

Минимальное входное напряжение для симметричной КМОП

Идти Минимальное входное напряжение = (5*Напряжение питания-2*Пороговое напряжение NMOS без смещения тела)/8

Запас по шуму для КМОП с высоким уровнем сигнала

Идти Запас по шуму для высокого сигнала = Максимальное выходное напряжение-Минимальное входное напряжение

Кольцевой генератор с периодом колебаний CMOS

Идти Период колебаний = 2*Количество ступеней кольцевого генератора*Средняя задержка распространения

Коэффициент крутизны КМОП

Идти Коэффициент крутизны = Крутизна NMOS/Крутизна PMOS

Задержка распространения сигнала КМОП с переходом от низкого к высокому выходному сигналу формула

Дом

БЕСПЛАТНО PDF-файлы

🔍 Поиск

Категории

доля

Let Others Know

✖

Facebook

Twitter

Copied!