Abstract
由於積體電路相關技術的進步，越來越多的電路在越來越短的時間內做切換動作。所引起的高密度暫態電流造成了極大的電流脈衝雜訊。事實上，電流脈衝雜訊已經成為電路性能提昇的主要障礙。以前的研究人員使用「等效電感」的線性模型，預測電流脈衝雜訊的大小，會隨著同時做切換動作的電路數目而成線性增加，又由於直流電源回路之間的「互感」，會使得增加率略微減小。但是事實上，電流脈衝雜訊既不具有線性特質，其振幅最終更會趨於飽和，現有模型無法解釋這些現象。本文提出一個非常簡單的直流電源回路細微條傳輸線模型。這個模型有許多特點：非常簡單；可以很容易的與現有的電路模擬系統整合，沒有任何特殊需求或修改；可以預測電流脈衝雜訊所具有的高度非線性以及飽和現象；在印刷電路板電路所測得的實驗結果與模型的電腦模擬比較，誤差約在 10%。實驗結果顯示：改變直流電源回路的特性阻抗，幾乎不影響電流脈衝雜訊的最大振幅，尤其當電流脈衝雜訊飽和時更是如此，但是較小的特性阻抗可以明顯降低輸出訊號所需的上昇時間。在本實驗中，直流電源回路之間的「互感」只有不到百分之一的影響，但是電流脈衝雜訊的振幅仍然達到飽和。以前認為互感是造成電流脈衝雜訊振幅漸減的原因，作者認為並不正確。Delta-I noise is the limiting factor for the advance ofhigh-speed, high pin-count chips. In the previous studies, itwas assumed that Delta-I noise increases linearly with thenumber of simultaneously switching circuits. Mutual inductancebetween power paths clips slightly the peak amplitude ofDelta-I noise. But Delta-I noise is physically nonlinear. Itspeak amplitude does reach a saturated value and does notincrease with the number of simultaneously switching circuits.Microstrip line model is proposed in this study to explainthese phenomena. Lower down the characteristic impedance ofthe power paths has minor effect on Delta-I noise suppression.The result and the model are justified by PSPICE simulationand experiments.