10.2.1 Dynamische Verlustleistung



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10.2.1 Dynamische Verlustleistung

Der Ausgang des Inverters ist mit weiteren Eingängen belastet. Diese Eingänge verbrauchen bei CMOS-Logik keinen nennenswerten Ruhestrom, bilden aber eine Kapazität, die bei jedem Schaltvorgang umgeladen wird.

Als dynamische Verlustleistung bezeichnet man jene Leistung, die bei den Schaltvorgängen der Inverterstufe verbraucht wird. Die mittlere Schaltfrequenz einer Inverterstufe wird als Zahl der Doppelschaltvorgänge (Hin- und Rückschaltvorgänge) pro Zeiteinheit definiert.

Die dynamische Verlustleistung ergibt sich aus

 

wobei die Energie ist, die für einen Doppelschaltvorgang notwendig ist.

Bei typischen Schaltvorgängen, die durch einen schnellen Wechsel des Eingangspegels charakterisiert sind, kann man den Querstrom, der über beide Transistoren während des Schaltvorgangs fließt, gegenüber dem Ausgangsstrom der Inverterstufe vernachlässigen und erhält für die Schaltenergie:

 

wobei eine Nennkapazität der Last darstellt.

Hat das Eingangssignal sehr flache Flanken, so kommt zu dieser Komponente noch ein Anteil durch den Querstrom hinzu, der während des länger dauernden Schaltvorgangs über den Inverter fließt. Dieser vergrößert die Schaltenergie .



Martin Stiftinger
Fri Oct 21 18:22:52 MET 1994