Gereken voltaj, saat hızından önemli ölçüde fazladır, ancak haklısınız, daha yüksek hızlar için genel olarak daha yüksek voltajlara ihtiyacınız olacak.
Güç tüketimi neden artıyor?
Bu basit bir devreden çok daha karışık, ancak RC devresine benzer olduğunu düşünebilirsiniz.
RC devresi eşdeğeri
DC'de bir RC devresi güç harcamaz. Elde edilemez olmayan bir sonsuzluk frekansında, ancak bunu her zaman teorik olarak çözebilirsiniz, kondansatör kısa gibi davranır ve bir dirençle kalırsınız. Bu, basit bir yükünüz olduğu anlamına gelir. Frekans azaldıkça, kondansatör enerji depolar ve deşarj eder, bu da genel olarak daha az miktarda elektrik harcar.
Mikrodenetleyici nedir?
İçinde CMOS olarak adlandırdığımız bir konfigürasyonda birçok MOSFET'ten oluşur .
Bir MOSFET'in kapısının değerini değiştirmeye çalışırsanız, sadece bir kondansatör şarj ediyor veya boşaltıyorsunuzdur. Bu, öğrencilere açıklamakta zorlandığım bir kavram. Transistör çok şey yapıyor, ama bize göre sadece geçitten bir kapasitör gibi görünüyor. Bu, bir modelde CMOS'un her zaman bir kapasitans yüküne sahip olacağı anlamına gelir.
Wikipedia referans alacağım bir CMOS invertör görüntüsüne sahip.
CMOS invertörde Q etiketli bir çıkış bulunur. Bir mikroişlemcinin içinde çıkışınız diğer CMOS mantık kapılarını sürecek. A girişiniz yüksekten düşüğe doğru değiştiğinde, Q üzerindeki kapasitans, transistörün altındaki boşalmalıdır. Bir kondansatör şarj ettiğinizde güç kullanımını görüyorsunuz. Bunu güç anahtarlaması ve sızıntı altında wikipedia'da görebilirsiniz .
Voltaj neden yükselmek zorunda?
Gerilim arttıkça, kapasitansı mantığınızın eşiğine getirmeyi kolaylaştırır. Bunun basit bir cevap gibi gözüktüğünü biliyorum, ama bu kadar basit.
Kapasitansı sürmenin daha kolay olduğunu söylediğimde mazurnifikasyonun belirttiği gibi eşikler arasında daha hızlı sürüleceğini söylüyorum:
Arttırılmış besleme ile MOS transistörün tahrik kabiliyeti de artar (daha büyük Vgs). Bu, RC'den gerçek R'nin azaldığı ve geçidin daha hızlı olmasının nedeni budur.
Güç tüketimi ile ilgili olarak, ne kadar küçük transistörlerin geçit kapasitansında büyük bir sızıntı olduğuna bağlı olarak, Mark'ın buna katması gereken bir şey vardı:
daha yüksek voltaj daha yüksek kaçak akım ile sonuçlanır. Yüksek transistör sayımında, modern bir masaüstü CPU kaçak akımı gibi cihazlar, güç tüketiminin çoğunluğunu oluşturabilir. Proses ebadı küçüldükçe ve transistörün yükselme sayımı arttıkça, kaçak akım gittikçe daha fazla kritik güç kullanım istatistiği haline gelir.