汎用ロジックICの消費電力はどのように求めることができますか？

以下に、それぞれの電力の計算方法を示します。

静的消費電力：P_S

汎用ロジックICは静的な状態（入力される信号がほとんど変化しない状態）では電流がほとんど流れないことが知られています。しかしながら、内部の逆バイアスされたpn接合にはわずかながらリーク電流（静的消費電流　I_CC）が流れます。この電流に電源電圧をかけたものが静的消費電力になります。

P_S = V_CC x I_CC
V_CC ：ロジックに印加されている電圧
I_CC：データシート記載の静的消費電流

動的消費電力

動的消費電流は、入力信号が “H” と “L” の状態を遷移するときに生じる電流です。容量の充放電による電流になります。寄生の容量（内部等価容量）と負荷容量の2つを考える必要があります。この電流にP-ch　MOSFET、またはN-ch　MOSFETに印加される電圧をかけたものが動的消費電力になります。ここでは電力の計算に対して簡易的に最も電流が大きなときのV_CCを使用しています。

負荷容量CLによる動的消費電力：P_L
図-1に示すように外付けの負荷が充放電されるときに生じる電力です。
負荷容量に充電される電荷Q_Lは下記になります。

Q_L = C_L * V_CC
C_L：負荷容量

とすると、出力信号の周波数 f_OUT (= 1 / T_OUT) の信号における平均電流I_Lは以下の式で表されます。

I_L = Q_L / T = C_L * V_CC * f_OUT

従って、電力P_LはP_L = V_CC * I_L ＝ C_L * V_CC^2 * f_OUT

複数の出力があるなら下記となります。

P_L = V_CC^2 * Σ (C_Ln* f_OUTn)

等価内部容量C_PDによる動的消費電力：P_PD

図-2に示すように汎用ロジックICにはいろいろな寄生容量があります。これらの容量を等価的に表した容量がC_PDです。
（実際にはC_PDは無負荷の状態で比較的高い周波数（1MHz）を用いて、消費電力から逆算して求めています）
ICの等価容量で消費される電力で、P_Lと同様に考えることができます。ただし、使用する周波数は入力の周波数f_INになります。

P_PD ＝ V_CC * I_L ＝ C_PD * V_CC^2 * f_IN