O carregamento do CMOS, referindo -se à carga capacitiva em um portão do CMOS, é afetado por vários fatores:

1. Capacitância do portão (c_gate): A capacitância intrínseca do próprio portão. Isso depende do tamanho do portão (largura e comprimento dos transistores) e do processo de fabricação. Transistores maiores têm maior capacitância do portão.

2. Capacitância de drenagem/fonte (c_drain, c_source): A capacitância entre as difusões de drenagem/fonte e o substrato. Isso é influenciado pelo tamanho das regiões de drenagem/fonte e pela concentração de doping. Transistores maiores geralmente têm capacitâncias de drenagem/fonte maiores.

3. Capacitância de interconexão (c_interconnect): A capacitância dos fios de metal que conecta o portão a outros portões ou às almofadas de entrada/saída. Isso depende altamente dependente do comprimento e da largura dos fios, do número de camadas de metal utilizadas e do material dielétrico entre as camadas. Este geralmente é o contribuinte dominante para a capacitância total de carga, especialmente em circuitos integrados complexos.

4. Miller Capacitância: Esta é uma capacitância parasitária relacionada ao feedback entre a entrada e a saída de um portão, particularmente importante em inversores e amplificadores. É significativamente amplificado pelo ganho do circuito e pode aumentar drasticamente a capacitância efetiva de carregamento.

5. Capacitância da junção (c_junção): A capacitância associada às junções P-N dentro dos transistores. Isso depende da tensão de polarização reversa nas junções.

6. Fanout: O número de portões conectados à saída de um determinado portão. Cada portão conectado adiciona sua capacitância de entrada à carga total. Um fanout mais alto leva a uma capacitância de carga significativamente aumentada.

7. Comprimento e roteamento do fio: O roteamento mais longo e mais complexo dos fios de interconexão contribui para maior capacitância. Isso é exacerbado pelo uso de fios mais estreitos em nós de processo avançado.

8. Tecnologia do processo: O processo de fabricação afeta significativamente todas as capacitâncias acima. Transistores menores em tecnologias avançadas de CMOS geralmente têm capacitâncias mais baixas individualmente, mas o aumento da densidade e a complexidade da interconexão podem levar a um aumento líquido na carga total.

9. Material do substrato e espessura: O material e a espessura do substrato influenciam as capacitâncias parasitárias.

Em resumo, minimizar o carregamento do CMOS geralmente envolve considerações cuidadosas de design, como otimizar o tamanho do transistor, minimizar os comprimentos dos fios e usar estratégias de roteamento eficientes e empregar técnicas de design de baixa potência. As estimativas precisas das capacitâncias de carregamento são cruciais para a análise de tempo adequada e a otimização do circuito.