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正文內(nèi)容

dfet數(shù)位電路ppt課件(編輯修改稿)

2025-06-01 12:08 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 。 19 CMOS反相器特性 電壓轉(zhuǎn)換曲線 VOH = VDD VOL = 0 VIL VIH VDD Vi Vo slope = ?1 slope = ?1 ? 假設(shè)使用 enhancementtype的MOSFET, Vtn及 Vtp 分別表示 Qn及 Qp的臨界電壓 (Vtn為正值, Vtp為負值 )且 Vtn = |Vtp| = Vt ? Qn: VGS = Vi VDS = Vo VGS,eff = Vi ?Vt ? QP: VSG = VDD ? Vi VSD = VDD ? Vo VSG,eff = VDD ? Vi ?Vt 20 CMOS反相器特性 電壓轉(zhuǎn)換曲線 理論上我們可以算出在 VTC上斜率為 ?1所對應(yīng)的兩個輸入電壓,即 VIL及 VIH;而正常的輸出高低準位分別為 VOL及 VOH : 8V2V5V8V2V3VtDDIHtDDIL????DDOHOLVVV0V??21 CMOS反相器特性 雜訊邊距 : CMOS反相器在高低電位有相同的雜訊邊距 8V2V3VVNM8V2V3VVNMtDDIHOHHtDDOLILL????????22 CMOS反相器特性 靜態(tài)功率損耗: 當 Vi = 0V, Vo = VDD,沒有電流由 power supply流出,所以 P = 0。 當 Vi = VDD, Vo = 0V,由於 Qp不導(dǎo)通,同樣沒有電流由 power supply流出,故 P = 0。 所以不管輸出電壓在高電位或低電位,整個電路不消耗任何功率,因此靜態(tài)功率損耗為零。 23 CMOS反相器特性 動態(tài)功率損耗 : VDD Qp Vo C Qn Vi 1. 當 Vi 由 VDD 變?yōu)?0V時, Qp導(dǎo)通而 Qn不導(dǎo)通,所以電源經(jīng)由 Qp向電容 C充電,直到 Vo = VDD為止。此時儲存在 C上的電荷量為: 2. 每一次轉(zhuǎn)換期間 (Vo由 VL VH VL ), 則 皆由電源流出 q = CVDD的電荷 。 假如反相器每秒鐘平均轉(zhuǎn)換次數(shù)為 f, 則轉(zhuǎn)換平均週期為: DDVCq ??f1T?24 CMOS反相器特性 平均在 T時間內(nèi)有 q = CVDD的電荷由電源流出,故電源的平均電流為: 所以平均功率損耗為: 單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)換次數(shù)愈頻繁,則 CMOS反相器所消耗的功率愈高。 TCVTqI DD??2DD2DDDD CVfTCVIVP ????25 CMOS反相器特性 例題 1. 假設(shè) CMOS反相器輸出端等效電容 C = 1pF,每秒轉(zhuǎn)換頻率 f = 1MHz,電源電壓 VDD = 10V,請計算其平均功率損耗。 26 CMOS反相器特性 傳輸延遲: VDD Qp Vo C Qn Vi CMOS反相器的傳輸延遲和輸出端的等效電容 C有關(guān),而 C的大小和外接邏輯閘的個數(shù)有關(guān)。假設(shè) CMOS反相器外接 n個邏輯閘並且每個邏輯閘的輸入端寄生電容皆相同,則 C可以表示為: Cout:反相器本身輸出端的寄生電容量 Cin:每個外接邏輯閘輸入端的寄生電容量 C = Cout + n ? Cin 27 CMOS反相器特性 傳輸
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