邏輯電路每一次跳變,都要消耗超過它正常靜態(tài)功耗之外的額外的額外功率。當(dāng)以一個(gè)恒定速率循環(huán)時(shí),動(dòng)態(tài)功耗等于
功耗=周期頻率*每個(gè)周期額外的功率
動(dòng)態(tài)功耗最常見的兩個(gè)起因是負(fù)載電容和疊加的偏置電流。
圖說明了驅(qū)動(dòng)一個(gè)電容負(fù)載時(shí)的情形。在T1時(shí)刻電路A閉合,電容充電至VCC。電容充電時(shí),電流急刷涌過驅(qū)動(dòng)電路的限制充電電阻。這個(gè)電流浪涌消耗了能量。在T2時(shí)刻電路開關(guān)B閉合,電容通過驅(qū)動(dòng)電路的限制放電電阻進(jìn)行放電。這個(gè)電流浪涌同樣消耗了能量。如果重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn),可以發(fā)現(xiàn)電容充電消耗的能量正好等到于電容放電消耗的能量,兩個(gè)能量的和等于。
其中,C=電容、F
VCC=充電電壓,V
如果可以FHZ頻率循環(huán)運(yùn)行,電容充電和放電時(shí)消耗在驅(qū)動(dòng)電路中的功率等于:
功率=FCVCC的2次方
電容器本身沒有消耗任何功率,所有的能量都被消耗在加熱驅(qū)動(dòng)電路上了。
無論是CMOS電路還是TTL電路,驅(qū)動(dòng)電路中的動(dòng)態(tài)功耗都可以用式2.3的簡單模型來表述。