PDN设计之电源完整性:高速数字产品的鲁棒和高效设计

本书内容丰富，主要涉及到如下方面：第1章简单分析了什么是PDN和为什么工程上的低阻抗非常重要。第2章对阻抗进行了完整的讨论，它是评估鲁棒性PDN的基础。第3章介绍了低阻抗测量技术。第4章揭示了电感的本质，即它是如何受物理设计的影响，并从物理设计的角度对回路电感进行了评估。第5章回顾了电容器的特性及其个体和组合体的性能。第6章介绍了PDN内连接中电源和地平面关键重要的特性，以及电容器与平面是如何相互作用的。第7章探索了PDN相互连接的作用，即为信号回路电流提供低阻抗。第8章讨论了PDN最重要的特性，即由片上电容产生的峰值阻抗和封装引线电感。为了减小这些寄生参数，本章也介绍了在PCB上可以采取哪些有效措施。第9章描述了由CMOS电路产生的电流的特性，这个电流谱如何与PDN阻抗曲线相互起作用。第10章汇集了所有的原理和过程，说明如何设计PDN中某个特征来满足性能目标。

拉里？D.史密斯（Larry D.Smith），曾在IBM公司从事电源和模拟电路设计、信号完整性领域的工作，在2011年加入高通公司，任电源完整性设计资深工程师。他拥有众多专利并发表了很多期刊论文和会议文章。

译者序前言致谢第1章电源分配网络工程11电源分配网络的定义及关心它的原因12PDN工程13PDN的鲁棒性设计14建立PDN阻抗曲线15总结参考文献第2章PDN阻抗设计基本原理21关心阻抗的原因22频域中的阻抗23阻抗的计算或仿真24实际电路元件与理想电路元件25串联RLC电路26并联RLC电路27串联和并联RLC电路的谐振特性28RLC电路和真实电容器的例子29从芯片或电路板的角度观察PDN210瞬态响应211高级主题：阻抗矩阵212总结参考文献第3章低阻抗测量31关注低阻抗测量的原因32基于V/I阻抗定义的测量33基于信号反射的阻抗测量34用VNA测量阻抗35示例：测量DIP中两条引线的阻抗36示例：测量小导线回路的阻抗37低频下VNA阻抗测量的局限性38四点开尔文电阻测量技术39双端口低阻抗测量技术310示例：测量直径为1in的铜环阻抗311夹具伪像说明312示例：测量通孔的电感313示例：印制板上的小型 MLCC电容器314高级主题：测量片上电容315总结参考文献第4章电感和PDN设计41留意PDN设计中电感的原因42简单回顾电容，初步了解电感43电感的定义、磁场和电感的基本原则44电感的阻抗45电感的准静态近似 46磁场密度47磁场中的电感和能量48麦克斯韦方程和回路电感49内部及外部电感和趋肤深度410回路电感、部分电感、自电感和互电感411均匀圆形导体412圆形回路中电感的近似413紧密结合的宽导体的回路电感414均匀传输线回路电感的近似415回路电感的简单经验法则416高级主题：利用3D场求解器计算S参数并选取回路电感417总结参考文献第5章实用多层陶瓷片状电容器的集成51使用电容器的原因52实际电容器的等效电路模型53并联多个相同的电容器54两个不同电容器间的并联谐振频率55PRF处的峰值阻抗56设计一个贴片电容57电容器温度与电压稳定性58多大的电容是足够的59一阶和二阶模型中实际电容器的ESR510从规格表中估算电容器的ESR511受控ESR电容器512电容器的安装电感513使用供应商提供S参数的电容器型号514如何分析供应商提供的S参数模型515高级主题：更高带宽的电容模型516总结参考文献第6章平面和电容器的特性61平面的关键作用62平面的低频特性：平行板电容63平面的低频特性：边缘场电容 64平面的低频特性：功率坑中的边缘场电容65长窄腔回路电感66宽腔中的扩散电感67从3D场求解器中获得扩散电感68集总电路中串联和并联的自谐振频率69探讨串联LC谐振的特性610扩散电感和源的接触位置611两个接触点之间的扩散电感612电容器和腔的相互作用613扩散电感的作用：电容位置在何时重要614饱和扩散电感615空腔模态共振和传输线特性616传输线和模态共振的输入阻抗617模态共振和衰减618空腔二维模型619高级主题：使用传输阻抗探测扩散电感620总结参考文献第7章信号返回平面改变时，信号完整性的探讨71信号完整性和平面72涉及峰值阻抗问题的原因73通过较低阻抗和较高阻尼来降低腔体噪声74使用短路通孔遏制腔体谐振75使用多个隔直电容抑制腔体谐振76为抑制腔体谐振，估计隔直电容器的数量77为承受回路电流，需要确定隔直电容器的数量78使用未达很好数量的隔直电容器的腔体阻抗79扩散电感和电容器的安装电感710使用阻尼来遏制由一些电容器产生的并联谐振峰711腔体损耗和阻抗峰的降低712使用多个容量的电容器来遏制阻抗峰713使用受控ESR电容器来减小峰值阻抗高度714处理回路平面最为重要的设计原理的总结715高级主题：使用传输线电路对平面建模716总结参考文献第8章PDN生态学81元件集中在一起：PDN生态学和频域82高频端：芯片去耦电容83封装PDN84Bandini山85估计典型的Bandini 山频率86Bandini山的固有阻尼87具有多个通孔对接触的电源地平面88从芯片通过封装看PCB腔体89空腔的作用：小印制板、大印制板和“电源旋涡”810低频端：VRM和它的大容量电容器811大容量电容器：多大的电容值足够812优化大容量电容器和VRM813建立PDN生态学系统：VRM、大容量电容器、腔体、封装和片上电容器814峰值阻抗的基本815在具有一般特性的印制板上使用单数值的MLCC电容器816优化单个MLCC电容器的数值817在印制板上使用3个不同数值的MLCC电容器818优化3个电容器的数值819选择电容值和最小电容器数目的频域目标阻抗法820使用FDTIM选择电容器的值821当片上电容是大的和封装引线电感小的时候822使用受控ESR电容器是一种替换的去耦策略823封装上的去耦电容器824高级主题：同一供电电路上多个芯片的影响825总结参考文献第9章瞬时电流和PDN电压噪声91瞬时电流如此重要的原因92平坦阻抗曲线、瞬时电流