什么是芯片的片上滤波电容?

文摘   科技   2024-11-19 18:58   浙江  

我们在大多数的器件上,并没有看到有什么电容,除了一些少数裸Die的大器件上会排列小电容器。

事实上大多数的器件内部都有滤波电容,而且大器件(CPU等)需要进行专门设计,以满足器件高频噪声的要求。

器件内部的滤波电容包括了:封装电容和片上电容。

器件封装电容的作用已在上一节简单描述,而片上电容:决定了更高频段的电源分配网络阻抗。然而片上电容并不像封装电容,是一个个电容元器件,而是芯片内部的各种寄生电容:

1. 芯片内部电源层和地层之间的电容。

2. 所有P/N管的栅极电容(MOS管的G极和基底之间可以看成一个个的平板电容)。

3. 其它各种寄生电容。

芯片上最大的电容源自分布在片上各处的栅极电容(面积大,数以百万计),在任何时刻PMOSNMOS都是一个开启一个关闭。

这意味着总有一个MOS管的栅极被连接到芯片的电源与地之间,由栅极形成的单位面积电容近似为:

C/A=8.85*  F/m² *DK/h

举个栗子,对于130nm工艺芯片,P/N管的片上电容约为:

C/A=130 nf/cm²

65nm芯片片上电容约为:

C/A=260 nf/cm²

如下右图为250nF片上电容的阻抗曲线图。

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