功耗分析与漏电流

CMOS电路的功耗

CMOS电路主要有动态功耗和静态功耗组成，动态功耗又分为开关功耗、短路功耗（内部功耗）两部分。

动态功耗

动态功耗包括：开关功耗或称为反转功耗、短路功耗或者称为内部功耗；

开关功耗：电路在开关过程中对输出节点的负载电容充放电所消耗的功耗。比如对于下面的CMOS非门中：

当Vin=0时，PMOS管导通，NMOS管截止；VDD对负载电容ClCl进行充电；

当Vin=1时，PMOS管截止，NMOS管导通；VDD对负载电容ClCl进行放电；

这样开关的变化，电源的充放电，形成了开关功耗，开关功耗的计算公式如下：

在上式中，VDD为供电电压，Cload为后级电路等效的电容负载大小，Tr为输入信号的翻转率，也有另外一种写法，f为时钟频率，一个周期信号翻转两次，所以这里没有 1/2;

它与电路的工作频率成正比，与负载电容成正比，与电压的平方成正比