PI 设计目标是 PDN 阻抗低于目标阻抗 Ztarget:Ztarget = V×ripple% / Imax;去耦电容按频率分工:大电容低频、小电容高频,配合平面电容;仿真看 PDN 阻抗曲线是否全频段低于目标。
本文概述
PI 是电源设计进阶,面试常考:PDN 阻抗怎么算、去耦电容怎么选、平面电容、目标阻抗。回答要现场算 Ztarget 并讲去耦策略。
核心要点
目标阻抗 Ztarget = V×ripple% / Imax,PDN 阻抗要全频段低于这个值
去耦电容分工:电解/钽电容低频(<1MHz)、陶瓷电容中频、平面电容高频
电容自谐振频率:超过后呈感性,所以不同容值配合
PI 仿真看 PDN 阻抗曲线,从 DC 到 100MHz 都低于 Ztarget
去耦电容靠近芯片电源脚,回路电感小

面试官考察点
这是 PI 基础题。面试官看你是否会算 Ztarget、是否理解去耦。重点听:公式、去耦分工。
回答思路
现场算 Ztarget,讲去耦策略,讲仿真。
参考回答
算目标阻抗。
Ztarget = V × ripple% / Imap
= 3.3V × 3% / 1A
= 99mΩ
PDN 阻抗从 DC 到高频都要 <99mΩ。
去耦电容分工。
| 电容类型 | 容值 | 覆盖频率 | 位置 |
|---|---|---|---|
| 电解/钽电容 | 100~1000μF | <100kHz | 板上电源入口 |
| 陶瓷电容 | 10μF | 100k~10MHz | 芯片附近 |
| 陶瓷电容 | 0.1μF | 1~100MHz | 紧贴电源脚 |
| 平面电容 | nF 级 | >100MHz | 电源地平面 |
为什么多容值。每个电容有自谐振频率(SRF),超过后 ESL 让它呈感性。小电容 SRF 高、大电容低,组合覆盖宽频带。
仿真。
在 SIwave/Ansys 里建 PDN 模型;
输入去耦电容值和位置;
仿真 PDN 阻抗频率曲线;
看曲线是否全频段低于 Ztarget;
不达标加电容或换低 ESL 电容。
Layout。
去耦电容离芯片电源脚越近越好;
过孔短而粗,回路电感小;
电源地平面完整,提供平面电容。

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