デジタルCMOS回路における消費電力の把握は、エネルギー効率の高い電子機器の設計に不可欠です。回路運用中に用いられる電力の合計に寄与するさまざまな要因を分析します。この記事では、CMOS技術における電力消費量を推定する重要な概念と計算の概要を紹介します。

パワー消費量の部品

CMOS回路の消費電力は、主に動的および静的なコンポーネントで構成されています。 動的電力は、スイッチング活動中に負荷容量を充電および排出する関連しています。 回路が切り替わらない場合でも、静的電力は、漏れ電流から結果をもたらします。

動的電力の計算

動的電力(P]]ダイナミ)は、式を使用して推定することができます。

[]P]ダイナミ[] = α C]L[] V2 f[[]

どこ:

  • α]は、切替活動因子(クロックサイクルごとの遷移回数)です。
  • [CLは、負荷容量です
  • Vは供給電圧です
  • f]はクロック周波数です

静電電力の推定

静的電力(P静的])は、主にトランジスタの漏れ電流によるものです。 これは、次の方法で推定することができます。

P静[]] = ]leak] V[

Ileak]]が漏れ電流で、プロセス技術や温度に依存します。

全面的なパワー消費量

電力消費量は、動的および静的なコンポーネントの合計です。

Ptotal] = P]]ダイナミック + P静[