Forstå kraftforbruk i digitale CMOS-kretser er avgjørende for å designe energieffektive elektroniske enheter. Det innebærer å analysere ulike faktorer som bidrar til den totale effekten som brukes under kretsdrift. Denne artikkelen gir en oversikt over de viktigste konseptene og beregningene som er involvert i estimert strømforbruk i CMOS-teknologi.

Komponenter i strømforbruk

Strømforbruk i CMOS-kretser består hovedsakelig av dynamiske og statiske komponenter. Dynamisk effekt er forbundet med lading og utlading av belastningskondensanser under bytteaktivitet. Statiske effektresultater fra lekkasjestrømmer som strømmer selv når kretsen ikke bytter.

Beregner dynamisk kraft

Den dynamiske effekten (P]dynamisk] kan anslås ved hjelp av formelen:

Pdynamisk] = α C]L] V]]2] f]

Hvor:

  • α] er den bytteaktivitetsfaktoren (gjennomsnittlig antall overganger per klokkesyklus)
  • C]L]] er belastningskondensansen
  • V er forsyningsspenningen
  • ]f er klokkefrekvensen

Estimatisering av statisk makt

Statisk effekt (P]statisk]) skyldes hovedsakelig lekkasjestrømmer i transistorer. Det kan tilnærmes ved:

P]statisk = I]leak V]

Hvor jeg er lekkasjestrøm, som avhenger av prosessteknologi og temperatur.

Samlet strømforbruk

Det totale strømforbruket er summen av dynamiske og statiske komponenter:

P totalt = P]dynamisk + P]statisk]