為什么要考慮電源完整性？

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提到電源完整性，想到的是電源分配網(wǎng)絡(luò)（PDN），想到的是電源源端,比如電源管理電路(PMIC)，電壓調(diào)節(jié)模塊（VRM）等等，而這些都不是考慮電源完整性的原因，真正的原因是終端負(fù)載，這個終端負(fù)載就是產(chǎn)品所要求的電源需求，而電源需求的最終端就是使用芯片。



說一說芯片的相關(guān)知識，芯片內(nèi)部是由很多晶體管組成，常見的兩種晶體管類型：NMOS（n溝道）晶體管和PMOS（p溝道）晶體管，通過信號控制晶體管的開關(guān)，來保證電流的關(guān)斷與開通。這兩種晶體管可以組成集成電路中常見的反相器，如下圖：

當(dāng)Vin＝VDD時，下拉NMOS器件開始工作，PMOS器件斷開，將存儲在負(fù)載電容CL上的電壓放電至0V。當(dāng)Vin＝0V時，上拉PMOS器件開始工作，NMOS器件斷開，向負(fù)載電容CL充電至VDD。

在實際電路工作時，晶體管的開關(guān)是由信號控制的，輸入信號的上升時間和下降時間不可能為零，也就是說，PMOS和NMOS會存在同時開啟的情況，這個時候，在VDD和VSS之間形成短期的電流直接通路，這種電流叫直通電流（crowbar current），這種電流引起的功耗稱為（Short Power）。


為了更直觀顯示直通電流，用相關(guān)仿真軟件搭建相關(guān)仿真電路，如下圖所示：

芯片模型來源于ADI 亞德諾

通過仿真，得出源端電流和負(fù)載電流之間的差值就是芯片內(nèi)部晶體管直通電流，相關(guān)結(jié)果如下圖所示：




本條內(nèi)容來自微信公眾號“信號完整性學(xué)習(xí)之路”，由“高思平老師”選編。如有任何反饋，請留言給我們。

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