BÀI TẬP Ch12 Năng lượng Công suất 12 Mạch Inverter thiết kế transistor NMOS tải R L thúc tụ CL Điện cấp điện Vs MOSFET có điện trở R ON, điện thềm VTH GIả sử logic = 0V logic = Vs volt Xác định công suất trạng thái tĩnh tiêu thụ inveter cho tác động vào ngõ vào Xác định cơng suất trạng thái tĩnh tiêu thụ inveter cho tác động vào ngõ vào Xác định công suất tĩnh công suất động tiêu thụ Inveter cho liên tiếp chuổi xung 01010101….tác động vào ngõ vào Giả sử chuyển tiếp tín hiệu (  1,  0) xãy vài T giây, T lớn thời mạch Giả sử ngõ vào câu 3, cho biết thừa số làm cho công suất động bị giảm nếu: a T tăng theo thừa số 2, b Vs giảm theo thừa số c CL tăng theo thừa số ? Giả sử mạch Inverter thoả qui luật tĩnh với điện ngưỡng cao thấp tương ứng VIH = VH , VOL = VL Cho biết MOSFET có RON VTH Giả sử VL < VTH < VH < VS, chọn trị số RL số hạng thông số khác mạch cho công suất tiêu thụ mạch Inverter tối thiểu Đáp số: Pstatic = VS2 P  static RON  RL Pstatic VS2  ,  RON  RL  Pdynamic  VS2 RL2C L  RON  RL  T a phân nữa, b phần tư, c phân nữa, Làm cực đại RL 12.2 Bài tập nhằm khảo sát công suất tiêu tán mạch logic nhỏ Mạch gồm có mạch Inveter ghép nối tiếp cổng NAND H 12.2 Mạch có hai ngõ vào A B, moat ngõ Z Tín hiệu vào tuần hoàn với chu kỳ T4 Giả sử RON MOSFET zero ( không) Vẽ dạng sóng ngõ Z với �t �T4 Giả sử CG CL zero Suy cơng suất tĩnh thời gian trung bình tiêu thụ mạch theo V s, RL, T1, T2, T3, T4 Cơng suất tĩnh thời gian trung bình định nghĩa lượng tổng cộng tiêu thụ cổng suốt chu kỳ �t �T4 chia cho T4 Giờ giả sử CG CL khác không Suy cơng suất động thời gian trung bình tiêu thụ mạch theo Vs, RL, T1, T2, T3, T4 Đồng thời giả sử thời mạch nhỏ T1, T2-T1, T3-T2, T4-T3 Tính trị cơng suất tĩng động thời gian trung bình với V S = 5V, RL = 10 k  , CG = 100 fF, CL = pF, T1 = 100 ns, T2 = 200 ns, T3 = 300 ns, T4 = 600 ns Cho biết lượng lượng tiêu thụ mạch phút với thông số cho câu ? Cho biết phần trăm công suất tiêu thụ tổng cộng thời gian trung bình giảm điện cấp điện Vs giảm 30% ? Vs Vs RL RL Z A CG CL B H.12.2 5V A t 5V B T1 T2 T3 t T4 Đáp số VS2 �T1  T2  T4 � � � RL � T4 � VS2  CG  2CL  T4 Pstatic = 2,9 mW, Pdynamic = 87,5 W 0,18 j 51% 12.3 Một mạch gồm N Inverter, với N>>1 Mỗi Inverter thiết kế transistor NMOS điện trở R L Điện cấp điện Vs điện trở MOSFET dẫn RON Điện thềm NMOS V TH Cho biết inverter ghép nối tiếp thành chuổi Tính cơng suất tĩnh tiêu thụ mạch Đáp số: Pstatic  � N � VS2 � � �RL  RON �