Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS Calculadora

✖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 de polarização zero refere-se à tensão limite de um MOSFET quando nenhuma tensão de polarização adicional é aplicada ao substrato, normalmente medida entre a porta e a fonte.ⓘ Tensão limite de polarização zero [V_T0]			+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%
✖Resistência de carga é a resistência apresentada pela carga externa conectada a um circuito, determinando a quantidade de corrente consumida e influenciando a tensão e distribuição de energia do circuito.ⓘ Resistência de carga [R_L]			+10% -10%

✖A tensão mínima de saída da carga resistiva para uma carga resistiva é o nível de tensão mais baixo que um dispositivo ou circuito pode fornecer de forma confiável em seu terminal de saída ao operar sob condições especificadas.ⓘ Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS [V_OL(RL)]

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Fórmula

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Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS

Fórmula

`"V"_{"OL(RL)"} = "V"_{"DD"}-"V"_{"T0"}+(1/("K"_{"n"}*"R"_{"L"}))-sqrt(("V"_{"DD"}-"V"_{"T0"}+(1/("K"_{"n"}*"R"_{"L"})))^2-(2*"V"_{"DD"}/("K"_{"n"}*"R"_{"L"})))`

Exemplo

`"0.004341V"="3.3V"-"1.4V"+(1/("200µA/V²"*"2MΩ"))-sqrt(("3.3V"-"1.4V"+(1/("200µA/V²"*"2MΩ")))^2-(2*"3.3V"/("200µA/V²"*"2MΩ")))`

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Tensão de saída mínima de carga resistiva CMOS Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

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)))
V_OL(RL) = V_DD-V_T0+(1/(K_n*R_L))-sqrt((V_DD-V_T0+(1/(K_n*R_L)))^2-(2*V_DD/(K_n*R_L)))
Esta fórmula usa 1 Funções, 5 Variáveis

Funções usadas

sqrt - Uma função de raiz quadrada é uma função que recebe um número não negativo como entrada e retorna a raiz quadrada do número de entrada fornecido., sqrt(Number)

Variáveis Usadas

Tensão mínima de saída de carga resistiva - (Medido em Volt) - A tensão mínima de saída da carga resistiva para uma carga resistiva é o nível de tensão mais baixo que um dispositivo ou circuito pode fornecer de forma confiável em seu terminal de saída ao operar sob condições especificadas.
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 polarização zero - (Medido em Volt) - A tensão limite de polarização zero refere-se à tensão limite de um MOSFET quando nenhuma tensão de polarização adicional é aplicada ao substrato, normalmente medida entre a porta e a fonte.
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.
Resistência de carga - (Medido em Ohm) - Resistência de carga é a resistência apresentada pela carga externa conectada a um circuito, determinando a quantidade de corrente consumida e influenciando a tensão e distribuição de energia do circuito.

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

Tensão de alimentação: 3.3 Volt --> 3.3 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão limite de polarização zero: 1.4 Volt --> 1.4 Volt Nenhuma conversão necessária
Transcondutância de NMOS: 200 Microamperes por Volt Quadrado --> 0.0002 Ampère por Volt Quadrado (Verifique a conversão aqui)
Resistência de carga: 2 Megohm --> 2000000 Ohm (Verifique a conversão aqui)

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

V_OL(RL) = V_DD-V_T0+(1/(K_n*R_L))-sqrt((V_DD-V_T0+(1/(K_n*R_L)))^2-(2*V_DD/(K_n*R_L))) --> 3.3-1.4+(1/(0.0002*2000000))-sqrt((3.3-1.4+(1/(0.0002*2000000)))^2-(2*3.3/(0.0002*2000000)))

Avaliando ... ...

V_OL(RL) = 0.00434135278423065

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

0.00434135278423065 Volt --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

0.00434135278423065 ≈ 0.004341 Volt <-- Tensão mínima de saída de carga resistiva

(Cálculo concluído em 00.020 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 Santosh Yadav

Faculdade de Engenharia Dayananda Sagar (DSCE), Banglore

Santosh Yadav verificou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

< 16 Inversores CMOS Calculadoras

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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