学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高频电源完整性分析

作　者: 闫胜刚
导　师: 刘肃
学　校: 兰州大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 电源配送网络电源完整性连续统模型有限元 spice
分类号: TN405
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 16次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在过去十年中,随着光刻技术的发展,以及封装技术的提高,集成电路也进入纳米阶段,器件的尺寸越来越小、集成规模不断提高,现在的工艺允许在100纳米级的硅片上集成上亿的逻辑门；随着时钟工作频率的提高,电磁波长也与器件的尺寸相比拟,信号的反射、串扰以及电源网络的同步开关噪声等影响越来越强,成为影响信号完整性的主要问题;随着电压幅度的降低、电流的不断增大以及功率的增大,电压的噪声容限不断降低,微小变化都可能引起误操作、时延等问题,电源网络稳定性的设计越来越困难。因此能否为晶体管提供一个干净的电源将变得至关重要。本文首先对电源网络的电压调节模块、印刷电路板、封装、平面结构进行电源完整性讨论。采用谐振分析和阻抗分析来检测电源网络的合理性,并通过添加去耦电容优化电源网络,减小电压的过冲、地弹、振荡等现象。然后对芯片内部网格结构的电源网络进行研究,根据电源网格的对称性提出连续统方法,通过有限差分节点(有限元)对连续统方程进行计算,对理想边界和自由边界网格进行连续统仿真,检测电源的波动性,并在相同情况下和spice仿真比较,得到连续统仿真计算结果更精确,且计算量和网格的密集程度无关。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 本论文的研究内容  9-10
第二章高频电路元件及高频电路特性  10-22
  2.1 趋肤效应  10-12
  2.2 高频电阻  12-13
  2.3 高频电容  13-14
  2.4 高频电感  14-15
  2.5 传输线理论  15-21
    2.5.1 传输线的计算  15-19
    2.5.2 传输线的特征  19-21
  2.6 小结  21-22
第三章电源完整性分析  22-30
  3.1 电源网络工作特性  22-24
  3.2 芯片外部电源网络完整性问题  24-28
    3.2.1 平面及去耦电容的作用  25
    3.2.2 电源完整性仿真  25-28
  3.3 芯片内部电源网络完整性问题  28
  3.4 小结  28-30
第四章连续统模型的提出  30-36
  4.1 有效电流密度  30-31
  4.2 连续统模型的推导  31-35
  4.3 小结  35-36
第五章数值仿真  36-46
  5.1 方程中参数的确定  36
  5.2 连续性方程的离散化  36-39
    5.2.1 内节点离散化  37-38
    5.2.2 边界节点离散化  38-39
  5.3 连续性方程的解的形式  39-42
  5.4 差分格式的稳定性  42-44
  5.5 小结  44-46
第六章 Spice仿真模型简化  46-53
  6.1 spice模型简化原理  46-48
  6.2 简化模型的验证  48-51
  6.3 参数对的影响  51-52
  6.4 参数对的影响  52-53
第七章连续统仿真和spice仿真比较  53-63
  7.1 电流源设置  53-54
  7.2 matlab下的数值仿真和spice仿真比较  54-62
    7.2.1 理想边界仿真  54-57
    7.2.2 自由边界仿真  57-60
    7.2.3 自由边界和理想边界混合仿真  60-62
  7.3 小结  62-63
第八章总结和展望  63-64
参考文献  64-65
致谢  65

高频电源完整性分析

内容摘要

全文目录

相似论文