Factores que afectan la propagación / retardo de puerta

Para una carga de salida particular, aumentar el tamaño de la puerta reducirá el retardo de la puerta. Sin embargo, aumenta la capacitancia de entrada, y esto aumenta el retraso de la puerta anterior.

El aumento de la tensión de alimentación, sin cambiar los voltajes umbral de la compuerta, reducirá la demora al costo del mayor consumo de energía y la disipación del calor. (Esta es la razón por la que las personas que hacen overclocking en sus computadoras a menudo también los sobreviven).

El tamaño óptimo de la puerta para un circuito es un problema doloroso. Una técnica llamada "esfuerzo lógico" funciona bastante bien si puede personalizar el tamaño de cada puerta y el retardo de cableado es pequeño.

Como nota: - He generalizado algunas de las ecuaciones operativas en aras de la claridad y mirando los parámetros clave. - Esto es para CMOS, que es la única forma en que se hacen las puertas en estos días.

En la ecuación # 2, donde Gm es la transconductancia de los transistores (aproximadamente en unidades de resistencia inversa = > 1 / ohms), la carga es la carga capacitiva. / p>

Para obtener una frecuencia más alta, necesitas obtener una Gm más alta o bucear con una carga más liviana.

Eqn # 1 muestra que Gm es proporcional a la corriente de drenaje. Lo que tiene sentido, cuanto mayor sea la corriente que conduzca, más rápido podrá cargar un condensador.

Usted obtiene mayores corrientes de excitación al variar los parámetros en la ecuación # 3. Mu es la movilidad del portador, Cox es la capacitancia del óxido de la puerta, w = ancho del transistor, L = longitud del transistor y Vover es el voltaje de sobretensión del transistor.

En un nodo de proceso dado, Cox se fija para un tipo de transistor dado. Por lo tanto, el diseñador solo cambia realmente la W y la L. En los chips lógicos, realmente solo cambia la W, ya que L debe tener una longitud mínima por razones de rendimiento.

Desde el # 3 se puede ver que cuanto más ancho es el transistor, mayor es la identificación, más rápido está el transistor para cargar la carga.

Tenga en cuenta que mientras Id sigue V ^ 2, Gm solo sigue V linealmente (eqn # 1 tiene Id / Vover cancelando uno de los Vover en el término V ^ 2)

El Cload que se está conduciendo es el Cox * W / L de la siguiente puerta. Entonces, si escala la única puerta para conducir con más fuerza, parece una carga más pesada para la puerta que la impulsa. Pero también hay soluciones para eso.