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靜態(tài)功耗計(jì)算公式

靜態(tài)功耗是指設(shè)備上電但是信號(hào)沒(méi)有改變時(shí)所消耗的功耗。靜態(tài)功耗主要來(lái)源于：流過(guò)截止晶體管的亞閾值泄漏電流、流過(guò)柵介質(zhì)的泄漏電流、源漏擴(kuò)散區(qū)的p-n節(jié)泄漏電流（junction leakage）和競(jìng)爭(zhēng)電流。計(jì)算公式為：靜態(tài)功耗 = 靜態(tài)工作電流 * 工作電壓。

靜態(tài)功耗是什么意思

靜態(tài)功耗是指電路狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)的功耗，其數(shù)量級(jí)很小。 通常，靜態(tài)功耗是指在沒(méi)有負(fù)載的情況下，電路中每個(gè)電阻元件的電流I和壓降V來(lái)計(jì)算每個(gè)元件的功率VI，并求和得到總功率。

靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗

靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗是電子器件中的兩種主要功耗類型。靜態(tài)功耗是指電子器件在靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)所消耗的功率，它的大小主要取決于器件的靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)器件所有端口邏輯狀態(tài)穩(wěn)定而不發(fā)生變化時(shí)，端口無(wú)需充/放電，器件內(nèi)部?jī)H存在泄露電流I_cc，此時(shí)的功耗就是靜態(tài)功耗。而動(dòng)態(tài)功耗則源于芯片在正常工作時(shí)因信號(hào)翻轉(zhuǎn)引起的功耗，包括負(fù)載電容充電和放電時(shí)的翻轉(zhuǎn)功耗以及pmos和nmos管的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)都導(dǎo)通時(shí)的短路功耗。

在電路設(shè)計(jì)中，這兩種功耗都需要關(guān)注。對(duì)于靜態(tài)功耗，其來(lái)源主要是電路中的直流電流，如靜態(tài)電流和漏電流等，這些電流不隨時(shí)間變化，會(huì)導(dǎo)致電路中的能量浪費(fèi)。因此，降低靜態(tài)功耗對(duì)于整體的低功耗設(shè)計(jì)是非常重要的。同時(shí)，動(dòng)態(tài)功耗也需要控制，因?yàn)樗鼤?huì)隨著芯片工作的頻繁程度而增大，影響設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間和工作效率。

CMOS反相器的靜態(tài)功耗

CMOS反相器的靜態(tài)功耗是指在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，電源與地之間沒(méi)有通路，不會(huì)形成通路電流，因此靜態(tài)功耗為零。但是，實(shí)際電路中總有一些微弱的泄漏電流流過(guò)源或漏與襯底之間的反偏二極管，此時(shí)的靜態(tài)功耗為：P_stat=V_DDI_stat 。其中，V_DD是電源電壓，I_stat是泄漏電流。

靜態(tài)功耗單位

CMOS反相器的靜態(tài)功耗單位是瓦特（W）。這是電路設(shè)計(jì)中關(guān)心的重要問(wèn)題之一，因?yàn)楣牡拇笮≈苯佑绊懙诫娐返男屎涂煽啃?。在理想情況下，CMOS反相器在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)PMOS與NMOS不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通，電源與地之間沒(méi)有通路，不會(huì)形成通路電流，因此靜態(tài)功耗為零。然而實(shí)際電路中總有一些微弱的泄漏電流流過(guò)源或漏與襯底之間的反偏二極管，此時(shí)的靜態(tài)功耗為：P_stat=V_DDI_stat 。其中，V_DD是電源電壓，I_stat是泄漏電流。