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地弹现象以及仿真分析实例

资料介绍
地弹现象
地弹现象

地弹的形成:
芯片内部的地和芯片外的PCB地平面之间不可避免的会有一个小电感。这个小电感正是地
弹产生的根源,同时,地弹又是与芯片的负载情况密切相关的。下面结合图介绍一下地
弹现象的形成。
[pic]

简单的构造如上图的一个小“场景”,芯片A为输出芯片,芯片B为接收芯片,输出端和输
入端很近。输出芯片内部的CMOS等输入单元简单的等效为一个单刀双掷开关,RH和RL分
别为高电平输出阻抗和低电平输出阻抗,均设为20欧。GNDA为芯片A内部的地。GNDPCB为
芯片外PCB地平面。由于芯片内部的地要通过芯片内的引线和管脚才能接到GNDPCB,所以
就会引入一个小电感LG,假设这个值为1nH。CR为接收端管脚电容,这个值取6pF。这个
信号的频率取200MHz。虽然这个LG和CR都是很小的值,不过,通过后面的计算我们可以
看到它们对信号的影响。
先假设A芯片只有一个输出脚,现在Q输出高电平,接收端的CR上积累电荷。当Q输出变为
低电平的时候。CR、RL、LG形成一个放电回路。自谐振周期约为490ps,频率为2GHz,Q
值约为0.0065。
使用EWB建一个仿真电路。(很老的一个软件,很多人已经不懈于使用了。不过我个人比
较依赖它,关键是建模,模型参数建立正确的话仿真结果还是很可靠的,这个小软件帮
我发现和解决过很多实际模拟电路中遇到的问题。这个软件比较小,有比较长的历史,
也比较成熟,很容易上手。建议电子初入门的同学还是熟悉一下。)因为只关注下降沿
,所以简单的构建下面一个电路。起初输出高电平,10纳秒后输出低电平。为方便起见
,高电平输出设为3.3V,低电平是0V。(实际200M以上芯片IO电压会比较低,多采用1.
5-2.5V。)


[pic]
电感两端波形如下所示。电压为2V/格,可以看……
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