✖Mit der Null-Vorspannungsschwellenspannung ist die Schwellenspannung eines MOSFET gemeint, wenn keine zusätzliche Vorspannung an das Substrat angelegt wird (normalerweise gemessen zwischen Gate und Source).ⓘ Null-Bias-Schwellenspannung [V_T0]			+10% -10%
✖Unter Versorgungsspannung versteht man den Spannungspegel, der von einer Stromquelle an einen Stromkreis oder ein Gerät geliefert wird und der als Potentialdifferenz für Stromfluss und Betrieb dient.ⓘ Versorgungsspannung [V_DD]			+10% -10%
✖Die Steilheit von NMOS bezeichnet das Verhältnis der Änderung des Ausgangs-Drainstroms zur Änderung der Eingangs-Gate-Source-Spannung bei konstanter Drain-Source-Spannung.ⓘ Steilheit von NMOS [K_n]			+10% -10%
✖Der Lastwiderstand ist der Widerstand, den die an einen Stromkreis angeschlossene externe Last darstellt. Er bestimmt die Menge des entnommenen Stroms und beeinflusst die Spannungs- und Leistungsverteilung des Stromkreises.ⓘ Lastwiderstand [R_L]			+10% -10%

✖Die minimale Eingangsspannung der ohmschen Last ist als die minimale Eingangsspannung definiert, die als logische „1“ interpretiert werden kann, wenn der Lasttyp Widerstand ist.ⓘ Widerstandslast, minimale Eingangsspannung CMOS [V_IH(RL)]

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Formel

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Widerstandslast, minimale Eingangsspannung CMOS

Formel

`"V"_{"IH(RL)"} = "V"_{"T0"}+sqrt((8*"V"_{"DD"})/(3*"K"_{"n"}*"R"_{"L"}))-(1/("K"_{"n"}*"R"_{"L"}))`

Beispiel

`"1.545824V"="1.4V"+sqrt((8*"3.3V")/(3*"200µA/V²"*"2MΩ"))-(1/("200µA/V²"*"2MΩ"))`

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Widerstandslast, minimale Eingangsspannung CMOS Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Minimale Eingangsspannung der ohmschen Last = Null-Bias-Schwellenspannung+sqrt((8*Versorgungsspannung)/(3*Steilheit von NMOS*Lastwiderstand))-(1/(Steilheit von NMOS*Lastwiderstand))
V_IH(RL) = V_T0+sqrt((8*V_DD)/(3*K_n*R_L))-(1/(K_n*R_L))
Diese formel verwendet 1 Funktionen, 5 Variablen

Verwendete Funktionen

sqrt - Eine Quadratwurzelfunktion ist eine Funktion, die eine nicht negative Zahl als Eingabe verwendet und die Quadratwurzel der gegebenen Eingabezahl zurückgibt., sqrt(Number)

Verwendete Variablen

Minimale Eingangsspannung der ohmschen Last - (Gemessen in Volt) - Die minimale Eingangsspannung der ohmschen Last ist als die minimale Eingangsspannung definiert, die als logische „1“ interpretiert werden kann, wenn der Lasttyp Widerstand ist.
Null-Bias-Schwellenspannung - (Gemessen in Volt) - Mit der Null-Vorspannungsschwellenspannung ist die Schwellenspannung eines MOSFET gemeint, wenn keine zusätzliche Vorspannung an das Substrat angelegt wird (normalerweise gemessen zwischen Gate und Source).
Versorgungsspannung - (Gemessen in Volt) - Unter Versorgungsspannung versteht man den Spannungspegel, der von einer Stromquelle an einen Stromkreis oder ein Gerät geliefert wird und der als Potentialdifferenz für Stromfluss und Betrieb dient.
Steilheit von NMOS - (Gemessen in Ampere pro Quadratvolt) - Die Steilheit von NMOS bezeichnet das Verhältnis der Änderung des Ausgangs-Drainstroms zur Änderung der Eingangs-Gate-Source-Spannung bei konstanter Drain-Source-Spannung.
Lastwiderstand - (Gemessen in Ohm) - Der Lastwiderstand ist der Widerstand, den die an einen Stromkreis angeschlossene externe Last darstellt. Er bestimmt die Menge des entnommenen Stroms und beeinflusst die Spannungs- und Leistungsverteilung des Stromkreises.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Null-Bias-Schwellenspannung: 1.4 Volt --> 1.4 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Versorgungsspannung: 3.3 Volt --> 3.3 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Steilheit von NMOS: 200 Mikroampere pro Quadratvolt --> 0.0002 Ampere pro Quadratvolt (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Lastwiderstand: 2 Megahm --> 2000000 Ohm (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

V_IH(RL) = V_T0+sqrt((8*V_DD)/(3*K_n*R_L))-(1/(K_n*R_L)) --> 1.4+sqrt((8*3.3)/(3*0.0002*2000000))-(1/(0.0002*2000000))

Auswerten ... ...

V_IH(RL) = 1.54582396974191

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

1.54582396974191 Volt --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

1.54582396974191 ≈ 1.545824 Volt <-- Minimale Eingangsspannung der ohmschen Last

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Priyanka Patel

Lalbhai Dalpatbhai College für Ingenieurwissenschaften (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel hat diesen Rechner und 25+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Santhosh Yadav

Dayananda Sagar College of Engineering (DSCE), Banglore

Santhosh Yadav hat diesen Rechner und 50+ weitere Rechner verifiziert!

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Ausbreitungsverzögerung für Übergangs-CMOS von niedriger zu hoher Ausgangsleistung

Gehen Zeit für den Übergang der Ausgabe von niedrig nach hoch = (Inverter-CMOS-Lastkapazität/(Steilheit von PMOS*(Versorgungsspannung-abs(Schwellenspannung von PMOS mit Body Bias))))*(((2*abs(Schwellenspannung von PMOS mit Body Bias))/(Versorgungsspannung-abs(Schwellenspannung von PMOS mit Body Bias)))+ln((4*(Versorgungsspannung-abs(Schwellenspannung von PMOS mit Body Bias))/Versorgungsspannung)-1))

Ausbreitungsverzögerung für CMOS mit Übergang von hoher zu niedriger Ausgangsleistung

Gehen Zeit für den Übergang der Ausgabe von hoch nach niedrig = (Inverter-CMOS-Lastkapazität/(Steilheit von NMOS*(Versorgungsspannung-Schwellenspannung von NMOS mit Body Bias)))*((2*Schwellenspannung von NMOS mit Body Bias/(Versorgungsspannung-Schwellenspannung von NMOS mit Body Bias))+ln((4*(Versorgungsspannung-Schwellenspannung von NMOS mit Body Bias)/Versorgungsspannung)-1))

Widerstandslast, minimale Ausgangsspannung CMOS

Gehen Ohmsche Last Minimale Ausgangsspannung = Versorgungsspannung-Null-Bias-Schwellenspannung+(1/(Steilheit von NMOS*Lastwiderstand))-sqrt((Versorgungsspannung-Null-Bias-Schwellenspannung+(1/(Steilheit von NMOS*Lastwiderstand)))^2-(2*Versorgungsspannung/(Steilheit von NMOS*Lastwiderstand)))

Maximale Eingangsspannung CMOS

Gehen Maximale Eingangsspannung CMOS = (2*Ausgangsspannung für maximalen Eingang+(Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias)-Versorgungsspannung+Steilheitsverhältnis*Schwellenspannung von NMOS ohne Body-Bias)/(1+Steilheitsverhältnis)

Schwellenspannung CMOS

Gehen Grenzspannung = (Schwellenspannung von NMOS ohne Body-Bias+sqrt(1/Steilheitsverhältnis)*(Versorgungsspannung+(Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias)))/(1+sqrt(1/Steilheitsverhältnis))

Widerstandslast, minimale Eingangsspannung CMOS

Gehen Minimale Eingangsspannung der ohmschen Last = Null-Bias-Schwellenspannung+sqrt((8*Versorgungsspannung)/(3*Steilheit von NMOS*Lastwiderstand))-(1/(Steilheit von NMOS*Lastwiderstand))

Minimale Eingangsspannung CMOS

Gehen Minimale Eingangsspannung = (Versorgungsspannung+(Schwellenspannung von PMOS ohne Body Bias)+Steilheitsverhältnis*(2*Ausgangsspannung+Schwellenspannung von NMOS ohne Body-Bias))/(1+Steilheitsverhältnis)

Lastkapazität des kaskadierten Inverter-CMOS

Gehen Inverter-CMOS-Lastkapazität = PMOS-Gate-Drain-Kapazität+NMOS-Gate-Drain-Kapazität+PMOS-Drain-Massenkapazität+NMOS-Drain-Massenkapazität+Interne Kapazität des Inverter-CMOS+Inverter-CMOS-Gate-Kapazität

Durchschnittliche Ausbreitungsverzögerung CMOS

Gehen Durchschnittliche Ausbreitungsverzögerung = (Zeit für den Übergang der Ausgabe von hoch nach niedrig+Zeit für den Übergang der Ausgabe von niedrig nach hoch)/2

Widerstandslast Maximale Eingangsspannung CMOS

Gehen Ohmsche Last Maximale Eingangsspannung CMOS = Null-Bias-Schwellenspannung+(1/(Steilheit von NMOS*Lastwiderstand))

Durchschnittliche Verlustleistung CMOS

Gehen Durchschnittliche Verlustleistung = Inverter-CMOS-Lastkapazität*(Versorgungsspannung)^2*Frequenz

Maximale Eingangsspannung für symmetrisches CMOS

Gehen Maximale Eingangsspannung Symmetrisches CMOS = (3*Versorgungsspannung+2*Schwellenspannung von NMOS ohne Body-Bias)/8

Minimale Eingangsspannung für symmetrisches CMOS

Gehen Minimale Eingangsspannung Symmetrisches CMOS = (5*Versorgungsspannung-2*Schwellenspannung von NMOS ohne Body-Bias)/8

Schwingungsperiode Ringoszillator CMOS

Gehen Schwingungsdauer = 2*Anzahl der Stufen Ringoszillator*Durchschnittliche Ausbreitungsverzögerung

Rauschmarge für Hochsignal-CMOS

Gehen Rauschabstand für hohe Signale = Maximale Ausgangsspannung-Minimale Eingangsspannung

Transkonduktanzverhältnis CMOS

Gehen Steilheitsverhältnis = Steilheit von NMOS/Steilheit von PMOS

Widerstandslast, minimale Eingangsspannung CMOS Formel

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