ТранспортМодаРецептыБлогиОхотаПутешествияСпортВесельеСвоими РукамиITЗнания
Мини-Игры
x

x
zakruti.com » ru » Знания, наука, образование » ElectronicsClub
Вот почему процессоры работают на низком напряжением!

Вот почему процессоры работают на низком напряжением!

VKTwitterOK

содержание видео

Рейтинг: 4.5; Голоса: 2
Почему современные процессоры компьютеров и цифровые микросхемы выполняют на низкое напряжение? Основной минимальной единице микропроцессора является полевой транзистор МОП, он же MOSFET. Чтобы перевести транзистор в открытое состояние необходимо зарядить емкость затвора, а для этого требуются затраты энергии. Энергия, запасаемая в виде электрического поля любого конденсатора прямопропорциональна емкости и напряжению питания, но от напряжения энергия зависит в квадрате. Поэтому мощность, расходуемая источником питания на заряд емкостей миллионов и миллиардов транзисторе, содержащихся в процессоре, зависит еще и от частоты работы процессора. Отсюда мы получаем, что при заданной частоте работы и емкости затворов полевых транзисторов для снижения потребляемой мощности нужно снижать напряжение питания. Причем снижение напряжение в два раза позволит снизить потребляемую мощность в четыре раза.
Дата: 2023-10-11

Комментарии и отзывы: 20


Любой транзистор ограничен в работе на высоком напряжении, иначе при высоком напряжении происходит перегрев транзистора и выход его из строя - любой проводник, по которому протекает электрический ток, выделяет во внешнее пространство тепловую энергию, то есть проводник нагревается. При перегреве этого проводника он выходит из строя. Транзисторы - это одни из самых хрупких, незащищенных от высокой температуры, деталей, поэтому на многие из них ставят теплоотводы. Но так как микросхемы состоят из нескольких сотен или, даже, нескольких тысяч транзисторов, то микросхемы тем более не защищены от перегрева высокой температуры. Совершенно другое дело, когда проводники, в том числе и полупроводники, то есть диоды и транзисторы, имеют сверхвысокую проводимость - здесь, в этом случае, диоды и транзисторы имеют сверхвысокую проводимость только в одну сторону и совершенно не пропускают электрический ток в обратном направлении. Сейчас в Соединённых Штатах Америки уже изготавливают такие проводники, диоды, транзисторы, а значит, и микросхемы, которые имеют сверхвысокую проводимость - проводники пропускают электрический ток со сверхвысокой проводимостью в обе стороны, а диоды и транзисторы пропускают электрический ток только в одном направлении, не пропуская ток даже при очень высоких напряжениях, а значит, при высоком токе, в обратную сторону.
Будем ждать, когда войны на земле закончатся, тогда эта передовая технология будет работать на мирные цели.

ответить

В процессорах, любых, почти все транзисторы полевые так как работа процессора состоит только из включения и выключения, все логические элементы и, или, и-не и, т, д состоят из такого же блока из полевых транзисторов но их согласуют для логических, математических операций, но работа их в корни состоит из того же включения и выключения микроэлектрической цепи, через интервалы и полярность вкл. и выключения цепей получается сигналы в триллионном уровне по времени. В микроэлетронике создают для этого микроконденсаторы в виде примесей других элементов, они служат в качестве хранителей заряда и это память.
ответить

Гигантское Вам спасибо, за лучшее объяснение ТЕОРИИ!
Я, по жизни поверхностно знающий электрику и электронику,
Но благодаря Вам, я ВПЕРВЫЕ так понятно, узнал принцип работы полевого транзистора(И не только)
Какой же Вы МОЛОДЕЦ!
Мне 63 года, конечно же поздно уже всё узнавать, но Вы просто фантастический Учитель! Эх, такого бы мне учителя, лет с 12 и далее.
Я бы возможно стал неплохим инженером.
Но всё равно, Вам огромная благодарность!
Подписан на вас давно, и буду вас смотреть, пока мои глаза не закроются!

ответить

Вместо раскрытия темы ликбез по цифровой электронике. Почему процы питают низким напряжением с высокими токами? Посему именно 1. 2 до 1. 4 выбраны питания? Почему озу от типа питают от 2 до 1. 2 в, как эта логика согласуется, при том что другие цепи питаются и 3. 3 и 5в. Спектрум к пиримеру запитывался от 5в. Опять же, логика ттл питалась от 5в, а логика кмоп микросхемах на 9в. Поэтому мне не понятно, логичнее кристалу выдержать низкий ток при большем напряжении, чем огромные токи с низким.
ответить

Мне сын на днях задал вопрос. Если ток это движение электронов, условно от плюса к минусу, и скорость их близка к скорости света, тогда получается подключая медный проводок к батарейке все электроны перелетят из одного края в другой? Получается медный проводок в долю секунды станет диэлектриком? Электроны то все улетели в другой конец проводка, и двигаться от плюса к минусу больше нечему?
ответить

Можно было объяснить в двух словах: во первых, ограничено напряжением при котором начнется утечка тока полупроводника, точно так же как работает Зиннер диод (стабилитрон, все полупроводники начинают течь при достижении порога напряжения. Во вторых, чем ниже напряжение, тем выше частота коммутации, так как скорость коммутации падает с повышением эл. потенциала зарядов.
ответить

а вот такой вопрос интересный: может быть такое что в логической цепочке транзистора, один транзистор выйдет из строя, то как поведет себя дальше это не понятно, есть ли дублирующие пары транзисторов в этом сегменте? или в этой цепи проверяющий один и тот же поступивший сигнал? или как происходит коррекция ошибок?
ответить

Тема интересная. Особенно под арбузик) Тут дед ниже писал что понял мосфеты. Я с ваших видео вообще понял что такое напряжение! Вот честно, до этого я думал что вольты это эквивалент скорости, и чем выше скорость тем проще току пройти сопротивление на своём пути. Да, стыдно, согласен.
ответить

Спасибо, как всегда, очень наглядно! Ещё хотелось бы понять, из этой формулы динамический мощности как-то следует необходимость повышать напряжение при разгоне процессора (иначе он нестабильно работает? Увеличение напряжения ускоряет открытие/закрытие затворов?
ответить

я ще ролик не додивився, але думаю що напругу знижують щоб не було дугового пробою між сусідніми транзисторами, адже чим більша напруга тим потрібно більшу відстань між провідниками
ответить

Может снижение вольтожа связано с электро дугой двух проводников, чем меньше вольты тем меньше вероятность пробоя. А на чипе молионы транзисторов и палосок в 13 нанометров вроде.
ответить

Слышал мнение что размеры транзисторов в современном процессоре настолько малы, что даже такое низкое напряжение как 3-5 вольт, может вывести их из строя. Пробьет.
ответить

С начала видео свой ответ дал, потом засомневался. Подумал про маленький размер и диэлектрическую способность, думал в этом суть понижения напряжения
ответить

Ничего не стало понятно из твоих математических рассчётов, а причина кроется совсем в другом.
ответить

Они боятся высокого напряжения) потому что высокое напряжение это уже силовая электроника )
ответить

Чем выше частота, тем ниже сопротивление, токи выше, пожтому и напряжение еитания снижают.
ответить

Більша напруга пробиває дуже тонкі(мікроскопічні) переходи транзисторов в процесорі.
ответить

Приходит как-то транзистор к психиатру, а тот ему и говорит: Ба! Да у вас биполярочка!
ответить

6: 53 А если вход соединить с выходом, будет бесконечная инверсия? А в реале то что будет?
ответить

Очень подробное объяснение! Просто, доходчиво и без воды. Большое спасибо.
ответить
Добавить отзыв, комментарий






Другие видео канала