Atraso de propagação para CMOS de transição de saída baixa para alta 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 PMOS refere-se à razão entre a mudança na corrente de dreno de saída e a mudança na tensão da porta-fonte de entrada quando a tensão da fonte-dreno é constante.ⓘ Transcondutância do PMOS [K_p]			+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 PMOS com polarização corporal é definida como o valor da tensão mínima necessária da porta para o PMOS quando o substrato não está no potencial de terra.ⓘ Tensão limite de PMOS com polarização corporal [V_T,p]			+10% -10%

✖O tempo de transição de saída baixa para alta 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 baixa tensão para um nível de alta tensão.ⓘ Atraso de propagação para CMOS de transição de saída baixa para alta [ζ_PLH]

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Fórmula

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

Fórmula

ζ PLH = (\frac{C load}{K p \cdot (V DD - | V T,p |)}) \cdot ((\frac{2 \cdot | V T,p |}{V DD - | V T,p |}) + \ln ((4 \cdot \frac{V DD - | V T,p |}{V DD}) - 1))

Exemplo

0.006765 ns = (\frac{0.93 fF}{80 µA/V² \cdot (3.3 V - | -0.9 V |)}) \cdot ((\frac{2 \cdot | -0.9 V |}{3.3 V - | -0.9 V |}) + \ln ((4 \cdot \frac{3.3 V - | -0.9 V |}{3.3 V}) - 1))

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

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

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))
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))
Esta fórmula usa 2 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)
abs - O valor absoluto de um número é a sua distância do zero na reta numérica. É sempre um valor positivo, pois representa a magnitude de um número sem considerar a sua direção., abs(Number)

Variáveis Usadas

Tempo para transição de produção baixa para alta - (Medido em Segundo) - O tempo de transição de saída baixa para alta 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 baixa tensão para um nível de alta 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 do PMOS - (Medido em Ampère por Volt Quadrado) - A transcondutância do PMOS refere-se à razão entre a mudança na corrente de dreno de saída e a mudança na tensão da porta-fonte de entrada quando a tensão da fonte-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 PMOS com polarização corporal - (Medido em Volt) - A tensão limite do PMOS com polarização corporal é definida como o valor da tensão mínima necessária da porta para o PMOS quando o substrato não está no potencial de terra.

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 do PMOS: 80 Microamperes por Volt Quadrado --> 8E-05 Ampère por Volt Quadrado (Verifique a conversão aqui)
Tensão de alimentação: 3.3 Volt --> 3.3 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão limite de PMOS com polarização corporal: -0.9 Volt --> -0.9 Volt Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

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)) --> (9.3E-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))

Avaliando ... ...

ζ_PLH = 6.76491283010572E-12

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

6.76491283010572E-12 Segundo -->0.00676491283010572 Nanossegundo (Verifique a conversão aqui)

RESPOSTA FINAL

0.00676491283010572 ≈ 0.006765 Nanossegundo <-- Tempo para transição de produção baixa para alta

(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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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 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 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

Margem de ruído para CMOS de alto sinal

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

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