1. Gate Capacitance (C_Gate): La capacità intrinseca del cancello stesso. Ciò dipende dalla dimensione del cancello (larghezza e lunghezza dei transistor) e dal processo di fabbricazione. I transistor più grandi hanno una maggiore capacità di gate.
2. Capacità di drenaggio/sorgente (C_DRAIN, C_SOURCE): La capacità tra le diffusioni di drenaggio/sorgente e il substrato. Ciò è influenzato dalla dimensione delle regioni di drenaggio/sorgente e dalla concentrazione di doping. I transistor più grandi hanno generalmente maggiori capacità di drenaggio/sorgente.
3. Interconnect Capacitance (C_InterConnect): La capacità dei fili metallici che collegano il cancello ad altre porte o ai cuscinetti di ingresso/output. Ciò dipende fortemente dalla lunghezza e dalla larghezza dei fili, dal numero di strati metallici utilizzati e dal materiale dielettrico tra gli strati. Questo è spesso il contributo dominante alla capacità di carico totale, specialmente nei circuiti integrati complessi.
4. Miller Capacità: Questa è una capacità parassita relativa al feedback tra l'input e l'output di un gate, particolarmente importante per inverter e amplificatori. È significativamente amplificato dal guadagno del circuito e può aumentare drasticamente la capacità di caricamento effettiva.
5. Capacità di giunzione (C_Junction): La capacità associata alle giunzioni P-N all'interno dei transistor. Questo dipende dalla tensione di polarizzazione inversa attraverso le giunzioni.
6. Fanout: Il numero di porte collegate all'uscita di un determinato gate. Ogni gate collegato aggiunge la sua capacità di ingresso al carico totale. Un fanout più elevato porta a una capacità di carico significativamente aumentata.
7. Lunghezza e routing del filo: Il routing più lungo e complesso dei fili di interconnessione contribuisce a una maggiore capacità. Ciò è esacerbato dall'uso di fili più stretti nei nodi di processo avanzati.
8. Tecnologia di processo: Il processo di fabbricazione influisce in modo significativo su tutte le capacità di cui sopra. I transistor più piccoli nelle tecnologie CMOS avanzate hanno generalmente capacità più basse individualmente, ma la maggiore densità e la complessità di interconnessione possono portare ad un aumento netto del carico totale.
9. Materiale e spessore del substrato: Il materiale e lo spessore del substrato influenzano le capacità parassitarie.
In sintesi, ridurre al minimo il carico di CMOS comporta spesso accurate considerazioni di progettazione come l'ottimizzazione delle dimensioni dei transistor, ridurre al minimo le lunghezze dei fili e utilizzare strategie di routing efficienti e impiegare tecniche di progettazione a bassa potenza. Le stime accurate delle capacità di carico sono cruciali per un'analisi di temporizzazione corretta e l'ottimizzazione dei circuiti.
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