多負載電源分配網絡的去耦分析

劉永亮

(西安電子科技大學 電子工程學院，陜西 西安 710071)

?

多負載電源分配網絡的去耦分析

劉永亮

(西安電子科技大學 電子工程學院，陜西 西安 710071)

摘要傳統的利用單端口自阻抗指導電源分配網絡設計方法(FDTI)，主要適用于一個電源/地平面只有一個負載芯片的情況，對現階段多負載芯片的復雜電源分配網絡已不再適用。文中通過全波仿真軟件SI-wave提取每個負載芯片的多輸入疊加阻抗，用以指導多負載芯片復雜電源分配網絡的設計。利用矢量擬合算法擬合多輸入疊加阻抗曲線的有理函數，將該有理函數導入相關電容器選擇算法中得到每個芯片的去耦方案。實驗結果表明，將選出的去耦電容添加到電源/地平面后，芯片電源端口處的噪聲在容許的5%范圍內。

關鍵詞多負載電源分配網絡；多輸入疊加阻抗；矢量擬合

隨著電路板高速高密度的發展趨勢，電路板實現的功能越來越多，且電路板上的元器件數量越來越多，不可避免地出現多個芯片負載共用同一個電源/地平面的情況。各個芯片電源端口之間相互影響，電源端口之間感受到的阻抗以及電源噪聲相互疊加。再加之芯片工藝向更小尺寸發展，芯片電壓逐漸降低、電流密度逐漸增大以及功耗的增加，使得電源噪聲容限進一步降低[1]。這些因素造成當今高速電源分配網絡分析與設計變得越來越具有挑戰性。為能給共用同一電源/地平面的高速數字芯片提供穩定的電壓，必須設計出針對多芯片負載的高性能去耦網絡。……