靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗介紹、計(jì)算公式-KIA MOS管

CMOS電路功耗是由靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗組成的，動(dòng)態(tài)功耗遠(yuǎn)大于靜態(tài)功耗。

靜態(tài)功耗是指漏電流功耗，是電路狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)的功耗，其數(shù)量級(jí)很小。靜態(tài)功耗又叫泄漏功耗，它是指電路處于等待或不激活狀態(tài)時(shí)泄漏電流所產(chǎn)生的功耗。

泄漏電流主要有4種：

①反偏二極管泄漏電流；

②門柵感應(yīng)漏極泄漏電流；

③亞閾值泄漏電流；

④門柵泄漏電流。

動(dòng)態(tài)功耗主要由動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)電流引起的動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)功耗PSW（也稱為跳變功耗）以及短路電流產(chǎn)生的功耗PSC兩部分組成。

動(dòng)態(tài)功耗來(lái)源于：

（1）當(dāng)門翻轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)載電容充電和放電，稱為翻轉(zhuǎn)功耗；

（2）pmos和nmos管的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)都導(dǎo)通時(shí)的有短路電流，稱為短路功耗。

靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗計(jì)算公式

靜態(tài)功耗:

反相器是由PMOS和NMOS互補(bǔ)組成的，PMOS是起上拉作用的，NMOS起下拉作用，靜態(tài)下總有一個(gè)是截止的，而且截止內(nèi)阻極高，流過(guò)電流極小，因此靜態(tài)功耗極小。

CMOS的保護(hù)電路中的反向二極管的leakage current比流過(guò)CMOS的電流大，反而是靜態(tài)功耗主要的貢獻(xiàn)者。

柵極泄漏功耗：在柵極上加信號(hào)后（即柵壓），從柵到襯底之間存在電容，因此在柵襯之間就會(huì)存在有電流，由此就會(huì)存在功耗。

亞閾值電流：使柵極電壓低于導(dǎo)通閾值，仍會(huì)產(chǎn)生從FET漏極到源極的泄漏電流。此電流稱為亞閾值泄漏電流。要降低亞閾值電流，可以使用高閾值的器件，還可以通過(guò)襯底偏置進(jìn)行增加閾值電壓。

靜態(tài)功耗計(jì)算公式：

靜態(tài)功耗動(dòng)態(tài)功耗

動(dòng)態(tài)功耗：

動(dòng)態(tài)功耗分為開(kāi)關(guān)功耗PC和短路功耗PT，開(kāi)關(guān)功耗是對(duì)負(fù)載電容充、放電所消耗的功率，短路功耗是由于兩個(gè)MOS管在開(kāi)關(guān)瞬間同時(shí)導(dǎo)通所消耗的瞬時(shí)導(dǎo)通功耗。

靜態(tài)功耗動(dòng)態(tài)功耗