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(fù)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(gè)輸入電壓，即 VIL及 VIH；而正常的輸出高低準(zhǔn)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(dāng) Vi = 0V， Vo = VDD，沒有電流由 power supply流出，所以 P = 0。 當(dāng) 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(gè)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(dòng)態(tài)功率損耗 ： VDD Qp Vo C Qn Vi 1. 當(dāng) Vi 由 VDD 變?yōu)?0V時(shí)， 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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)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(gè)數(shù)有關(guān)。假設(shè) CMOS反相器外接 n個(gè)邏輯閘並且每個(gè)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(gè)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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