Técnicas Técnicas Digitais para Digitais para ComputaçãoComputação
INF01 118
Dimensionamento de TransistoresParasitas RC em Portas CMOS
Aula 6
Técnicas Digitais
ResistênciaResistência de Canal do Transistorde Canal do Transistor
GG
DDSS
canal do transistor
SS DDRR
• Transistor não é ‘chave ideal’.• Canal do transistor ⇒ resistência• Transistor conduzindo:
resistência pequena (R ⇒ 0 )• Transistor ‘cortado’:
resistência muito alta (R ⇒∞ )
Técnicas Digitais
DimensionamentoDimensionamento de Transistor MOSde Transistor MOS
R R = ρ . LW . T
LL
TT
WW
ρρII
+ V + V --
RR
+ V + V --II
Lei de Ohm:
I = I = V / RV / R
ResistênciaResistência
GG
DDSS
canal do transistor
SS DDRR
W ↑ : r ↓ , C ↑L ↑ : r ↑ , C ↑
‘‘0’0’ ‘‘1’1’
R
r
SS
DD
GG WWLL
Técnicas Digitais
InversorInversor CMOS :CMOS :((resistênciaresistência parasitaparasita))
R=10K
r = 1
‘‘0’0’ ‘‘1’1’ 5V V = ?V = ?+
-R
r
R=10K
r = 1
‘‘1’1’ ‘‘0’0’ 5V V = ?V = ?+
-
R
r
E E SS
Técnicas Digitais
CapacitânciaCapacitância (C)(C)
C = dQ / dV
dielétrico(isolante)
++
VV
--
+ + Q + +
- - Q - -
GG
DDSS
Técnicas Digitais
DimensionamentoDimensionamento do Transistor MOSdo Transistor MOS
GG
DDSS
WWLL
Análise de ‘r’ (‘on’) e C:
• W ↑ : r ↓ e C ↑
• L ↑ : r ↑ e C ↑
WWLL
WWLL
SS
DD
GG
SS
DD
GG
Técnicas Digitais
InversorInversor CMOS : CMOS : ((capacitânciacapacitância parasitaparasita))
C = 1nF
r = 1
V (V (ττ = ?)= ?)‘‘0’0’
R
r
‘‘0’0’
R
r
‘‘1’1’
C
E E SS
CC
Técnicas Digitais
AssociaçãoAssociação de de TransistoresTransistores
WWLL
TransistoresTransistores emem ParaleloParalelo
WWLL
2W2WLL
“ON” ⇒ r / 2
C ⇒ 2.Crr
r / 2
TransistoresTransistores emem SérieSérie
* Mais de 4 transistores em série devem ser evitados !!!
WW2L2L
WWLL
WWLL
2.r
C ⇒ 2.C
Ambos “ON” ⇒ 2.r
Técnicas Digitais
ConsumoConsumo ((DissipaçãoDissipação de de PotênciaPotência))
•• CorrenteCorrente de de CargaCarga: : IIoutout•• CorrenteCorrente de de CurtoCurto--CircuitoCircuito: : IIcccc
‘‘0’0’
R
r
‘‘0’0’
R
r
‘‘1’1’
C
• consumo estático ≈ 0• consumo dinâmico (transição) = Iout + Icc• consumo total = estático + dinâmico
IIoutout
IIccccIIcccc
t
VVoutout
t
* A * A variaçãovariação de W e L de W e L afetaafeta o o tempo de tempo de transiçãotransição dos dos sinaissinais e e o o consumoconsumo dada portaporta lógicalógica..
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