集成电路制造业在最初引入CMOS工艺时,低功耗是其中一个主要的考虑因素。与Bipolar工艺相比,CMOS工艺最大的优势是没有静态功耗。并且在引入CMOS工艺之初,人们认为CMOS工艺是唯一一种没有静态功耗的数字电路工艺。电路工作时,只有电路中信号翻转时,才会有能量消耗。使用CMOS工艺,人们曾一度相信电路的功耗问题已经解决。但是,随着集成电路复杂程度以及工作频率的不断提高,CMOS工艺的功耗逐渐在逼近甚至超过可接受的能量消耗限度。

对于CMOS工艺的数字电路设计,所有的功耗主要包括动态功耗(包括开关功耗、短路功耗)和静态功耗。动态功耗是指当电流工作时的功耗,具体的说,就是当电路内部有信号的值变化时,电路消耗的能量,包括开关功耗和短路功耗。开关功耗是对电路中电容充放电时产生的。短路功耗是当口级开关翻转时,电源与地之间短路瞬间产生的功耗。静态功耗是指当器件上电,但所有信号的值都不变时,电路消舞的能量,主要是由于泄漏电流造成的。过去,动态功耗是所有功耗中占比最大的一个,但是随着王艺的发展,最小线宽越来越小,静态功耗在总功耗中的比例变得不可忽视。在有些设计中,静态功耗甚至超过了动态功耗。

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