为什么要考虑电源完整性？

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提到电源完整性，想到的是电源分配网络（PDN），想到的是电源源端,比如电源管理电路(PMIC)，电压调节模块（VRM）等等，而这些都不是考虑电源完整性的原因，真正的原因是终端负载，这个终端负载就是产品所要求的电源需求，而电源需求的最终端就是使用芯片。



说一说芯片的相关知识，芯片内部是由很多晶体管组成，常见的两种晶体管类型：NMOS（n沟道）晶体管和PMOS（p沟道）晶体管，通过信号控制晶体管的开关，来保证电流的关断与开通。这两种晶体管可以组成集成电路中常见的反相器，如下图：

当Vin＝VDD时，下拉NMOS器件开始工作，PMOS器件断开，将存储在负载电容CL上的电压放电至0V。当Vin＝0V时，上拉PMOS器件开始工作，NMOS器件断开，向负载电容CL充电至VDD。

在实际电路工作时，晶体管的开关是由信号控制的，输入信号的上升时间和下降时间不可能为零，也就是说，PMOS和NMOS会存在同时开启的情况，这个时候，在VDD和VSS之间形成短期的电流直接通路，这种电流叫直通电流（crowbar current），这种电流引起的功耗称为（Short Power）。


为了更直观显示直通电流，用相关仿真软件搭建相关仿真电路，如下图所示：

芯片模型来源于ADI 亚德诺

通过仿真，得出源端电流和负载电流之间的差值就是芯片内部晶体管直通电流，相关结果如下图所示：




本条内容来自微信公众号“信号完整性学习之路”，由“高思平老师”选编。如有任何反馈，请留言给我们。

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