MOSFET

Welche Begründung für den geringen statischen (stationären) Stromverbrauch eines CMOS-Inverters ist richtig?

  1. AWeil die Versorgungsspannung hoch ist
  2. BWeil ständig ein Strom durch das Gate fließt
  3. CWeil bei Eingang 0 und 1 jeweils entweder der pMOS oder der nMOS sperrt und kaum Strom von der Versorgung nach Masse fließt
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Antwort: C. Weil bei Eingang 0 und 1 jeweils entweder der pMOS oder der nMOS sperrt und kaum Strom von der Versorgung nach Masse fließt

Beim CMOS-Inverter ist bei Eingang 0 der pMOS leitend und der nMOS gesperrt, bei 1 umgekehrt; im stationären Zustand liegt zwischen Versorgung und Masse stets ein gesperrter Transistor, sodass kaum ein Querstrom fließt. Die Leistung wird hauptsächlich beim Schalten durch das Laden und Entladen der Lastkapazität verbraucht und durch P = α·C·V²·f ausgedrückt. Mit der Miniaturisierung nimmt jedoch der Leckstrom im Aus-Zustand zu, und bei modernen Chips ist auch die statische Leistung nicht mehr zu vernachlässigen.

CMOS-Inverter VDD pMOS Ausgang nMOS GND Eingang Eingang = 0 pMOS leitend, nMOS sperrend → Ausgang = 1 Eingang = 1 pMOS sperrend, nMOS leitend → Ausgang = 0 In beiden Zuständen sperrt ein Transistor, daher fließt kaum Strom von der Versorgung nach GND
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