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静态功耗

分类:其他文章浏览:9发表时间:2023-12-06 16:45:49

静态功耗计算公式

静态功耗是指设备上电但是信号没有改变时所消耗的功耗。静态功耗主要来源于:流过截止晶体管的亚阈值泄漏电流、流过栅介质的泄漏电流、源漏扩散区的p-n节泄漏电流(junction leakage)和竞争电流。计算公式为:静态功耗 = 静态工作电流 * 工作电压。

静态功耗是什么意思

静态功耗是指电路状态稳定时的功耗,其数量级很小。 通常,静态功耗是指在没有负载的情况下,电路中每个电阻元件的电流I和压降V来计算每个元件的功率VI,并求和得到总功率。

静态功耗和动态功耗

静态功耗

静态功耗和动态功耗是电子器件中的两种主要功耗类型。静态功耗是指电子器件在静态工作点时所消耗的功率,它的大小主要取决于器件的静态工作点。当器件所有端口逻辑状态稳定而不发生变化时,端口无需充/放电,器件内部仅存在泄露电流I_cc,此时的功耗就是静态功耗。而动态功耗则源于芯片在正常工作时因信号翻转引起的功耗,包括负载电容充电和放电时的翻转功耗以及pmos和nmos管的串并联结构都导通时的短路功耗。

在电路设计中,这两种功耗都需要关注。对于静态功耗,其来源主要是电路中的直流电流,如静态电流和漏电流等,这些电流不随时间变化,会导致电路中的能量浪费。因此,降低静态功耗对于整体的低功耗设计是非常重要的。同时,动态功耗也需要控制,因为它会随着芯片工作的频繁程度而增大,影响设备的电池续航时间和工作效率。

CMOS反相器的静态功耗

CMOS反相器的静态功耗是指在稳态工作时,电源与地之间没有通路,不会形成通路电流,因此静态功耗为零。但是,实际电路中总有一些微弱的泄漏电流流过源或漏与衬底之间的反偏二极管,此时的静态功耗为:P_stat=V_DDI_stat 。其中,V_DD是电源电压,I_stat是泄漏电流。

静态功耗单位

CMOS反相器的静态功耗单位是瓦特(W)。这是电路设计中关心的重要问题之一,因为功耗的大小直接影响到电路的效率和可靠性。在理想情况下,CMOS反相器在稳态工作时PMOS与NMOS不会同时导通,电源与地之间没有通路,不会形成通路电流,因此静态功耗为零。然而实际电路中总有一些微弱的泄漏电流流过源或漏与衬底之间的反偏二极管,此时的静态功耗为:P_stat=V_DDI_stat 。其中,V_DD是电源电压,I_stat是泄漏电流。



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