功率已被榨干？從更少的來源提取更多的收獲(07-100)

　　在當今的世界里，隨著效率逐漸成為產(chǎn)品成功的關鍵因素之一，萃取能力也已經(jīng)具備了一個全新的概念。人們一直在試圖從最有限的資源和技術中提取最大化的產(chǎn)能和輸出。無論對于你的手機來說，還是對于桌面電腦、筆記本或者其它電子設備來說，如何令更多的應用使用更少的電源，是我下面將要討論的。


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　　隨著每種電子產(chǎn)品或者設備增添更多的功能，所需要的功率以及電池的密度或容量也始終在增長。這一變化趨勢給我們的現(xiàn)實世界所帶來的影響是：大量的發(fā)熱，功率的消耗，電源的浪費和幾十億只用過的、無人需要的電池組。這些電池組無法被復用，而且如果處置不當，則會給我們的環(huán)境帶來極大的危害。為了解決這一問題，我們希望不再浪費能量或者功率，而每個電子裝置的功能的設計方法和制造工藝能保證低功耗性和高的利用效率。我們當然不希望限制自己的電子裝置所能實現(xiàn)的功能度，但是，我們都可以通過設計、技術和部件的集成以及系統(tǒng)架構方面的進步，在節(jié)省功耗和降低電力的損失方面做得更好。下面我將沿著這一發(fā)展方向依次討論人們所作出的多方面的努力。

　　設計方面

　　從設計的角度來看，無論是在集成電路一級還是在電路板一級，都必須通過節(jié)電技術和針對各種不同的系統(tǒng)工作模式精心規(guī)劃其功能的方法來最大限度降低功率的耗用，并保證所預期的或者所需要的輸出品質(zhì)不受損失(無論是哪一方面的品質(zhì))。讓我們以蜂窩電話為例進行分析。電能的節(jié)約可以在不同層次上實現(xiàn)的節(jié)約可以在不同層次上實現(xiàn)：

　　技術方面

　　在節(jié)電方面，技術對于每個裝置或者元器件在執(zhí)行特定功能或者達到特定性能時對電力的利用效率高度有著決定性的影響。例如，用于制造集成電路的工藝技術決定了IC運行電壓的高低，或者每個器件(晶體管、邏輯門等等)以最小的功率工作時的強固程度。對于晶體管而言，我們將考察器件的增益。以MOSFET為例，我們所關心的是多高的Vgs電壓將提供多大幅值的Ids電流。另外，我們還將考慮消耗和泄放寶貴電力的漏電和寄生通道。例如，一個FET 的Rdson將決定晶體管導通時的導通損耗的大小。流過這個溝道電阻的電流將轉化為熱量，對于該器件的輸出而言是一種損耗。