以反相器为例说明其功耗组成

静态功耗是集成电路在静止状态或者没有进行有效工作时消耗的功率。动态功耗是指集成电路(IC)在运行过程中由于开关活动而消耗的功率。它是由于电路中的电荷和放电过程导致的能量损耗而产生的。以下以一个反相器为例,说明功耗的组成。

Id2: 短路电流,动态功耗的组成部分
Id1: 开关电流,动态功耗的组成部分

I3: N-well流向substrate的漏电电流,静态功耗的组成部分。 形成原因:在N-well和衬底之间会形成diode,漏电电流实际上是这个diode的反向饱和电流。
I1和I2: PN节source—–> drain的本征漏电流。 当IN为0时,OUT为1,d2有漏电流。当IN为1时,OUT为0,d1有漏电流 I4/I5/I6/I7:gate leakage power: source—–>gate和gate——>drain之间的漏电流。gate漏电与gate氧化层的厚度,供电电压相关性很大。因此随着工艺尺寸变小,gate漏电增长很多。 也正因为此,Finfet比planar transistor有更少的漏电电流。因为finfet有三个面,planar transistor只有一个面,所以finfet有更大的gate面积。

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