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为什么CPU不使用高电压低电流?

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根据Q=I^2RT,电阻、时间不变时电流越大发出的热量也大,如果功率不变,增高电压,就可以降低电流,发热量也会减少,这样就不用担心CPU散热问题吧?楼主高一水平


IP属地:吉林1楼2013-03-10 23:30回复
    你猜猜cpu正常工作时电阻多大


    来自手机贴吧2楼2013-03-10 23:33
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      电子产品用的电压貌似都很小啊……


      IP属地:黑龙江来自手机贴吧4楼2013-03-10 23:41
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        半导体电压阀值本身很小,不可能动用高电压,再说了对这些电阻性原件电流随着电压增高而增高,对于半导体还有雪崩效应,真是高电压恐怕早就烧毁了


        来自手机贴吧5楼2013-03-11 00:24
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          ……你以为CPU就是个大电阻?


          来自手机贴吧6楼2013-03-11 00:29
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            CPU是根据0和1工作的。。而这个0和1都是有事先规定的电平的,而且不会太高(除非你用继电器代替晶体管)
            而晶体管的V-I特性也不像电阻那样是简单的直线,自然不能用电阻的方式来考虑CPU的能耗
            In fact,现在的电子产品多采用CMOS技术,耗能主要发生在0和1变化的一瞬间
            晶体管的寄生电容和其他的寄生电容会使得电平变化的瞬间有电流通过
            可以证明P ∝ C*V^2*f,V就是电源的电势,f就是电平变换频率(某种程度上来说就是CPU的主频)
            可以看出,功率与电压的二次方成正比,也就是说提高电压并不利于减小功耗
            那么减小电源电压不就行了?没那么简单。。晶体管的三个管脚之间必须维持一定的最低电压来保证晶体管是在正常的工作区。如果把电源电压减得太小,最低电压无法维持,晶体管就无法像设计师设想的那样工作了。
            至于降低C嘛。。很抱歉,消除PN结电容是个世界性难题
            降低f就更没谱了,因为降低f意味着主频降低,CPU计算速度也会跟着降低


            IP属地:加拿大7楼2013-03-11 03:28
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              另外一点就是:随着晶体管越做越小(现在主流貌似是22nm工艺),栅极和源极之间的绝缘层也变得越来越薄,虽说这有利于降低电压,但是这绝缘层实在是太薄了,漏电流的问题现在也越来越严重,而漏电流也是要消耗功率的(以前是基本可以忽略的,现在不行了),而且随着温度的增加这个问题会更严重,因为电子更“活跃”了,更容易穿透绝缘层。


              IP属地:加拿大8楼2013-03-11 04:04
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                高电压会损坏半导体


                来自iPhone客户端9楼2013-03-11 06:33
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                  CPU里面用的是半导体,而且并非稳态的直流电情形,不能套用焦耳定律公式。。
                  如果考虑CPU里最小的单元--MOSFET,阈值电压是一个很重要的量,不是说你想变就变的。
                  而且正如KOF2002FANS 所说,太高的电压会导致半导体的击穿,亦或是雪崩效应击穿,亦或是量子隧穿。
                  CPU一般都用硅材料,硅材料的禁带宽度等材料本身的特性就决定了CPU的工作电压区域,不能太大也不能太小。
                  的确是有些需要应用在高电压领域的三极管,比如电力系统里面,为了提高击穿电压,可以采用宽禁带的半导体,比如SiC.


                  10楼2013-03-11 06:39
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                    集成块耐压一般都很低。


                    IP属地:湖北来自手机贴吧12楼2013-03-11 08:55
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                      楼主可否想过电阻是小数的情况


                      IP属地:广东来自Android客户端13楼2013-03-11 09:53
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                        话说,电压高了电子元件能承受不?貌似还有一点,电压高了安全不?正如楼上说的,电死点什么都不吉利的吧


                        14楼2013-03-11 10:42
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                          电压高会击穿的 材质决定的
                          ------来自瞎想神y客户端


                          IP属地:山东来自Android客户端15楼2013-03-11 15:10
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                            因为逻辑电路是由很多开关器件并联,所以电流大,电压小


                            IP属地:浙江16楼2013-03-11 17:47
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