Puissance Dynamique CMOS

P = C × V² × f

Réponse rapide

Cette calculatrice résout P = C × V² × f pour Puissance. Avec Capacité de Charge 100 pF, Tension d'Alimentation 12 V, Fréquence de Commutation 10 MHz, le résultat est 144 mW. Elle résout dans 4 directions : saisissez les valeurs connues et obtenez celle qui manque.

Calculateur

Puissance (mW)
—

Formule

P = C × V² × f

Description

La dissipation de puissance dynamique en CMOS se produit lorsque les portes changent d'état, chargeant et déchargeant leurs capacités de charge. La dépendance quadratique vis-à-vis de la tension explique pourquoi les processeurs modernes réduisent agressivement la tension d'alimentation pour économiser de l'énergie. Le terme de capacité inclut la capacité d'entrée des portes, la capacité d'interconnexion et toute charge externe. Réduire la fréquence d'horloge réduit linéairement la puissance dynamique, ce qui est le principe de l'ajustement dynamique de fréquence dans les processeurs modernes. C'est la composante de puissance dominante dans les circuits CMOS actifs.

Variables

  • P — Dissipation de puissance dynamique (W)
  • C — Capacité commutée totale (F)
  • V — Tension d'alimentation (V)
  • f — Fréquence de commutation (Hz)

Notes pratiques

La puissance totale CMOS inclut aussi la puissance statique (de fuite) et la puissance de court-circuit. Aux nœuds technologiques avancés (en dessous de 28 nm), la puissance de fuite devient comparable à la puissance dynamique. Le facteur d'activité (α) est souvent inclus : P = α × C × V² × f, où α est la fraction de portes commutant par cycle (typiquement 0,1 à 0,3).

Symboles et unités

Symbole Signification Unité par défaut Unités acceptées
P Puissance mW µW, mW, W, kW
C Capacité de Charge pF pF, nF, µF, mF, F
V Tension d'Alimentation V pV, nV, µV, mV, V, kV
f Fréquence de Commutation MHz Hz, kHz, MHz, GHz

Étape par étape

  1. 1. Données connues: Capacité de Charge 100 pF, Tension d'Alimentation 12 V, Fréquence de Commutation 10 MHz
  2. 2. La relation: P = C × V² × f
  3. 3. Substitution: C = 100 pF, V = 12 V, f = 10 MHz
  4. 4. Résultat: Puissance = 144 mW

Exemples résolus

Plage minimale

Données: Capacité de Charge 1 pF, Tension d'Alimentation 0.33 V, Fréquence de Commutation 100 kHz

Résultat: Puissance = 0.01089 µW

Plage basse

Données: Capacité de Charge 10 pF, Tension d'Alimentation 3.3 V, Fréquence de Commutation 1 MHz

Résultat: Puissance = 108.9 µW

Typique

Données: Capacité de Charge 100 pF, Tension d'Alimentation 12 V, Fréquence de Commutation 10 MHz

Résultat: Puissance = 144 mW

Plage haute

Données: Capacité de Charge 1 nF, Tension d'Alimentation 0.23 kV, Fréquence de Commutation 100 MHz

Résultat: Puissance = 5.29 kW

Plage maximale

Données: Capacité de Charge 10 nF, Tension d'Alimentation 2.3 kV, Fréquence de Commutation 1 GHz

Résultat: Puissance = 52900 kW

Résoudre pour chaque variable

Résoudre Puissance

Capacité de Charge 1 pF, Tension d'Alimentation 0.33 V, Fréquence de Commutation 100 kHz → 0.01089 µW

Résoudre Capacité de Charge

Puissance 100 µW, Tension d'Alimentation 0.33 V, Fréquence de Commutation 100 kHz → 9.183 nF

Résoudre Tension d'Alimentation

Puissance 100 µW, Capacité de Charge 1 pF, Fréquence de Commutation 100 kHz → 31.62 V

Résoudre Fréquence de Commutation

Puissance 100 µW, Capacité de Charge 1 pF, Tension d'Alimentation 0.33 V → 0.9183 GHz

Variation de Puissance selon Capacité de Charge

Capacité de Charge (entrée) Puissance (résultat)
10 pF 14.4 mW
25 pF 36 mW
50 pF 72 mW
75 pF 108 mW
100 pF 144 mW
150 pF 0.216 W
0.2 nF 0.288 W
0.4 nF 0.576 W
0.7 nF 1.008 W
1 nF 1.44 W

Le même résultat dans d’autres unités

Unité Valeur
µW 144000
mW 144
W 0.144
kW 0.000144

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Questions fréquentes

Comment calculer Puissance Dynamique CMOS ?

Utilisez P = C × V² × f. Avec Capacité de Charge 100 pF, Tension d'Alimentation 12 V, Fréquence de Commutation 10 MHz, Puissance vaut 144 mW.

Quelle est la formule de Puissance Dynamique CMOS ?

La formule est P = C × V² × f. La dissipation de puissance dynamique en CMOS se produit lorsque les portes changent d'état, chargeant et déchargeant leurs capacités de charge.

Comment trouver Capacité de Charge en connaissant les autres valeurs ?

Isolez Capacité de Charge : avec Puissance 100 µW, Tension d'Alimentation 0.33 V, Fréquence de Commutation 100 kHz, Capacité de Charge vaut 9.183 nF.

Comment trouver Tension d'Alimentation en connaissant les autres valeurs ?

Isolez Tension d'Alimentation : avec Puissance 100 µW, Capacité de Charge 1 pF, Fréquence de Commutation 100 kHz, Tension d'Alimentation vaut 31.62 V.

Quelles unités utilise Puissance Dynamique CMOS ?

Puissance s’affiche en µW, mW, W, kW. Les valeurs sont conservées en unités SI de base en interne, vous pouvez donc mélanger les préfixes sans conversion manuelle.

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