本文介紹了CMOS器件輸入、輸出級電路所含CMOS反相器的電路結構和工作原理，從理論上分析了CMOS器件的靜態功耗是0。然后分析了實際CMOS器件靜態電流的來源和產生機理、計算方法。最后分析當輸入電平在VCC和GND時，使得輸入晶體管沒有完全關斷，引起靜態電流delta_ICC。

1.CMOS反相器

通常，所有的低電壓器件在其輸入級和輸出級有一個CMOS反相器。因此，為了完全理解靜態功耗，參考下圖1所示的CMOS反相器模式。

如圖1中的Case1所示，如果輸入是邏輯電平0，N-MOS器件截止，P-MOS器件導通，輸出電壓是VCC，為邏輯1。類似地對于Case2，當輸入是邏輯1時，相關的N-MOS器件導通，P-MOS器件截止，輸出電壓是GND，為邏輯0。

注意，當門電路處于上述邏輯狀態中的任一狀態【0和1】時，兩個晶體管【N-MOS器件和P-MOS器件】中的一個始終處于截止狀態。因為沒有電流流入門端，以及從VCC到GND不存在直流電流路徑，相應的靜態電流是0，因此靜態功耗是0。

2.漏電流

然而，由于在擴散區域和基板之間存在反向偏置漏電流，仍然會有少量的靜態功耗。器件內的反向偏置漏電流可以用一個描述CMOS反相器寄生二極管的簡單模型解釋，如下圖2所示。

源極-漏極擴散和N-阱（N-well）擴散形成寄生二極管。在圖2中所示為N-阱和基板之間的寄生二極管。因為寄生二極管是反向偏置，只有它們的漏電流貢獻靜態功耗。靜態功耗是與器件漏電流和供電電壓有關系。

絕大多數CMOS器件手冊指定一個ICC最大值在10μA~40μA范圍，這個范圍包括了總的漏電流和其他電路功能可能要求的一些靜態電流（在簡單的反相器模型中未考慮）。

在CMOS器件中，漏電流ICC（流入器件的電流）與供電電壓引起靜態功耗。

3.靜態電流delta_ICC

靜態電流的另一個源是delta_ICC。當輸入電平沒有完全驅動到VCC和GND時，使得輸入晶體管沒有完全關斷，引起靜態電流delta_ICC。

備注：輸入電平沒有完全驅動到VCC和GND是指輸入電平不是VCC或GND，而是VCC和GND之間的一個值，在這種情況下會使得供電電流（ICC）增加，即為該情況下的供電電流增加量delta_ICC，見下圖。

從圖中可以看出，對于ABT器件，如果VCC=5.5V，當一個輸入在3.4V、其他輸入為VCC或GND時，供電電流的增加量delta_ICC最大為1.5mA。