Atraso de propagação para CMOS de transição de saída alta para baixa Calculadora

✖A capacitância de carga CMOS do inversor é a capacitância acionada pela saída de um inversor CMOS, incluindo fiação, capacitâncias de entrada de portas conectadas e capacitâncias parasitas.ⓘ Capacitância de carga CMOS do inversor [C_load]			+10% -10%
✖A transcondutância do NMOS refere-se à razão entre a mudança na corrente de dreno de saída e a mudança na tensão da porta de entrada quando a tensão da fonte de dreno é constante.ⓘ Transcondutância de NMOS [K_n]			+10% -10%
✖Tensão de alimentação refere-se ao nível de tensão fornecido por uma fonte de energia a um circuito ou dispositivo elétrico, servindo como diferença de potencial para fluxo e operação de corrente.ⓘ Tensão de alimentação [V_DD]			+10% -10%
✖A tensão limite do NMOS com polarização do corpo refere-se à tensão de entrada mínima necessária para comutar um transistor NMOS quando uma tensão de polarização adicional é aplicada ao substrato (corpo).ⓘ Tensão limite de NMOS com polarização corporal [V_T,n]			+10% -10%

✖O tempo de transição de saída de alto para baixo refere-se à duração que um sinal no terminal de saída de um dispositivo ou circuito leva para fazer a transição de um nível de alta tensão para um nível de baixa tensão.ⓘ Atraso de propagação para CMOS de transição de saída alta para baixa [ζ_PHL]

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Fórmula

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Atraso de propagação para CMOS de transição de saída alta para baixa

Fórmula

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

Exemplo

`"0.002508ns"=("0.93fF"/("200µA/V²"*("3.3V"-"0.8V")))*((2*"0.8V"/("3.3V"-"0.8V"))+ln((4*("3.3V"-"0.8V")/"3.3V")-1))`

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Atraso de propagação para CMOS de transição de saída alta para baixa Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Tempo para transição de saída de alto para baixo = (Capacitância de carga CMOS do inversor/(Transcondutância de NMOS*(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal)))*((2*Tensão limite de NMOS com polarização corporal/(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal))+ln((4*(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal)/Tensão de alimentação)-1))
ζ_PHL = (C_load/(K_n*(V_DD-V_T,n)))*((2*V_T,n/(V_DD-V_T,n))+ln((4*(V_DD-V_T,n)/V_DD)-1))
Esta fórmula usa 1 Funções, 5 Variáveis

Funções usadas

ln - O logaritmo natural, também conhecido como logaritmo de base e, é a função inversa da função exponencial natural., ln(Number)

Variáveis Usadas

Tempo para transição de saída de alto para baixo - (Medido em Segundo) - O tempo de transição de saída de alto para baixo refere-se à duração que um sinal no terminal de saída de um dispositivo ou circuito leva para fazer a transição de um nível de alta tensão para um nível de baixa tensão.
Capacitância de carga CMOS do inversor - (Medido em Farad) - A capacitância de carga CMOS do inversor é a capacitância acionada pela saída de um inversor CMOS, incluindo fiação, capacitâncias de entrada de portas conectadas e capacitâncias parasitas.
Transcondutância de NMOS - (Medido em Ampère por Volt Quadrado) - A transcondutância do NMOS refere-se à razão entre a mudança na corrente de dreno de saída e a mudança na tensão da porta de entrada quando a tensão da fonte de dreno é constante.
Tensão de alimentação - (Medido em Volt) - Tensão de alimentação refere-se ao nível de tensão fornecido por uma fonte de energia a um circuito ou dispositivo elétrico, servindo como diferença de potencial para fluxo e operação de corrente.
Tensão limite de NMOS com polarização corporal - (Medido em Volt) - A tensão limite do NMOS com polarização do corpo refere-se à tensão de entrada mínima necessária para comutar um transistor NMOS quando uma tensão de polarização adicional é aplicada ao substrato (corpo).

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

Capacitância de carga CMOS do inversor: 0.93 FemtoFarad --> 9.3E-16 Farad (Verifique a conversão aqui)
Transcondutância de NMOS: 200 Microamperes por Volt Quadrado --> 0.0002 Ampère por Volt Quadrado (Verifique a conversão aqui)
Tensão de alimentação: 3.3 Volt --> 3.3 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão limite de NMOS com polarização corporal: 0.8 Volt --> 0.8 Volt Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

ζ_PHL = (C_load/(K_n*(V_DD-V_T,n)))*((2*V_T,n/(V_DD-V_T,n))+ln((4*(V_DD-V_T,n)/V_DD)-1)) --> (9.3E-16/(0.0002*(3.3-0.8)))*((2*0.8/(3.3-0.8))+ln((4*(3.3-0.8)/3.3)-1))

Avaliando ... ...

ζ_PHL = 2.50762420773954E-12

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

2.50762420773954E-12 Segundo -->0.00250762420773954 Nanossegundo (Verifique a conversão aqui)

RESPOSTA FINAL

0.00250762420773954 ≈ 0.002508 Nanossegundo <-- Tempo para transição de saída de alto para baixo

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Priyanka Patel

Faculdade de Engenharia Lalbhai Dalpatbhai (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel criou esta calculadora e mais 25+ calculadoras!

Verificado por Parminder Singh

Universidade de Chandigarh (CU), Punjab

Parminder Singh verificou esta calculadora e mais 500+ calculadoras!

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Atraso de propagação para CMOS de transição de saída baixa para alta

Vai Tempo para transição de produção baixa para alta = (Capacitância de carga CMOS do inversor/(Transcondutância do PMOS*(Tensão de alimentação-abs(Tensão limite de PMOS com polarização corporal))))*(((2*abs(Tensão limite de PMOS com polarização corporal))/(Tensão de alimentação-abs(Tensão limite de PMOS com polarização corporal)))+ln((4*(Tensão de alimentação-abs(Tensão limite de PMOS com polarização corporal))/Tensão de alimentação)-1))

Atraso de propagação para CMOS de transição de saída alta para baixa

Vai Tempo para transição de saída de alto para baixo = (Capacitância de carga CMOS do inversor/(Transcondutância de NMOS*(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal)))*((2*Tensão limite de NMOS com polarização corporal/(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal))+ln((4*(Tensão de alimentação-Tensão limite de NMOS com polarização corporal)/Tensão de alimentação)-1))

Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS

Vai Tensão mínima de saída de carga resistiva = Tensão de alimentação-Tensão limite de polarização zero+(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))-sqrt((Tensão de alimentação-Tensão limite de polarização zero+(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga)))^2-(2*Tensão de alimentação/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga)))

Capacitância de carga do inversor CMOS em cascata

Vai Capacitância de carga CMOS do inversor = Capacitância de drenagem da porta PMOS+Capacitância de drenagem da porta NMOS+Capacitância em massa de drenagem PMOS+Capacitância em massa de drenagem NMOS+Capacitância interna do CMOS do inversor+Capacitância da porta CMOS do inversor

Tensão máxima de entrada CMOS

Vai Tensão máxima de entrada CMOS = (2*Tensão de saída para entrada máxima+(Tensão limite de PMOS sem polarização corporal)-Tensão de alimentação+Razão de Transcondutância*Tensão limite de NMOS sem polarização corporal)/(1+Razão de Transcondutância)

Tensão de entrada mínima de carga resistiva CMOS

Vai Tensão de entrada mínima de carga resistiva = Tensão limite de polarização zero+sqrt((8*Tensão de alimentação)/(3*Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))-(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))

Tensão Limite CMOS

Vai Tensão de limiar = (Tensão limite de NMOS sem polarização corporal+sqrt(1/Razão de Transcondutância)*(Tensão de alimentação+(Tensão limite de PMOS sem polarização corporal)))/(1+sqrt(1/Razão de Transcondutância))

Tensão Mínima de Entrada CMOS

Vai Tensão Mínima de Entrada = (Tensão de alimentação+(Tensão limite de PMOS sem polarização corporal)+Razão de Transcondutância*(2*Voltagem de saída+Tensão limite de NMOS sem polarização corporal))/(1+Razão de Transcondutância)

Tensão de entrada máxima de carga resistiva CMOS

Vai Tensão de entrada máxima de carga resistiva CMOS = Tensão limite de polarização zero+(1/(Transcondutância de NMOS*Resistência de carga))

CMOS de dissipação média de energia

Vai Dissipação Média de Potência = Capacitância de carga CMOS do inversor*(Tensão de alimentação)^2*Frequência

CMOS de atraso médio de propagação

Vai Atraso médio de propagação = (Tempo para transição de saída de alto para baixo+Tempo para transição de produção baixa para alta)/2

Tensão máxima de entrada para CMOS simétrico

Vai CMOS simétrico de tensão máxima de entrada = (3*Tensão de alimentação+2*Tensão limite de NMOS sem polarização corporal)/8

Tensão de entrada mínima para CMOS simétrico

Vai CMOS simétrico de tensão de entrada mínima = (5*Tensão de alimentação-2*Tensão limite de NMOS sem polarização corporal)/8

Oscilador de anel de período de oscilação CMOS

Vai Período de oscilação = 2*Número de estágios do oscilador de anel*Atraso médio de propagação

Margem de ruído para CMOS de alto sinal

Vai Margem de ruído para sinal alto = Tensão máxima de saída-Tensão Mínima de Entrada

Relação de transcondutância CMOS

Vai Razão de Transcondutância = Transcondutância de NMOS/Transcondutância do PMOS

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