CMOS: differenze tra le versioni
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Or: PU(p-mos in serie), PD(n-mos in parallelo)
Ricordando che la funzione generata sarà negata.
==Potenza dinamica dissipada da un CMOS==
Si possono identificare due tipi di dissipazioni di potenza dinamica:
Potenza di cortocircuito
Potenza associata alla carica/scarica del condensatore
(Media)P = 1/T ∫p(t)dt
===Potenza di cortocircuito===
Trascuriamo la capacità parassita Cl e consideriamo un segnale di ingresso che comprenda un fronte di salita e uno di discesa, tenendo presente il ritardo ritardo di propagazione (tr e tf sono non nulli).
Dall'istante ta a tc e da td a tf la corrente non è nulla in quanto sia il PU che il PD sono accesi.
Quindi la potenza avrà un valore non nullo in quei punti; ricoldiamo che la potenza dinamica è:
Pd = Vdd * Id
Quindi calcoliamo la potenza media:[[Immagine:Pot dinamica media(Vi,Id,t).jpg|thumb||right|Grafico della Vi e Id rispetto al tempo della logica CMOS]]
(Media)Pd = 1/T [ ∫ta a tb Pd dt + ∫tb a tc Pd dt + ∫td a te Pd dt +∫te a tf Pd dt ] = Vdd/T [ ∫ta a tb Idnsat(t) dt + ∫tb a tc Idpsat(t) dt + ∫td a te Idpsat(t) dt + ∫te a tf Idnsat(t) dt ]
Facendo l'ipotesi di MOS complementari
βn = βp Vtn = |Vtp| = Vt
Allora
Idnsat = Idpsat
Si viene ad avere
(Media)Pd = 4Vdd/T [ ∫ta a tb βn/2(Vgsn(t)-Vtn)²dt ]
Possiamo conoscere gli estremi di integrazione tramite l'equazione
t : tr = Vi(t) : Vdd t = tr*Vi(t)/Vdd Vi(t) = Vgsn(t)
Sostituendo:
(Media)Pd = 4Vdd/T [ ∫tr/2 a tr*Vtn/Vdd βn/2(Vi(t)-Vtn)²dt ]
Risolvendo:
(Media)Pd = β*tr*Vdd³/12T [1-2Vtn/Vdd]
Facendo l'ipotesi Vdd >> Vtn
(Media)Pd = β*tr*Vdd³/12T
Nota: Dipende:
linearmente dalla durata del fronte di salita (o di discesa)
dal cubo della tensione di alimentazione
inversamente dal Periodo (cioè, aumentando la frequenza di lavoro, aumenta la potenza dissipata)
===Potenza associata alla carica/scarica del condensatore===
Questa volta poniamo tr e tf nulli in modo che la Pcc = 0 e consideriamo il condensatore parassita.
Adesso la potenza dissipata sarà quella utilizzata dai MOS per caricare e scaricare il condensatore.
Possiamo identificare 3 parametri:
Pc = potenza dissipata dal condensatore(in un periodo si sarà caricato e scaricato, quindi avrà assorbito e ceduto la stessa potenza; questo porta ad avere una potenza media dissipata nulla
Pn = Idn(t) * Vdsn(t) - Potenza dissipata dal N-MOS per scaricare il condensatore
Pp = Idp(t) * Vsdn(t) - Potenza dissipata dal P-MOS per caricare il condensatore
Quindi la potenza media dinamica è
(Media)Pd = Pn + Pp + Pc = Pn + Pp
[[Categoria:Elettronica]]
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