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大家一聽到PI（電源完整性），可能紛紛就想到通流能力啊，去耦電容放置啊，目標阻抗啊，電源紋波啊，平面諧振啊等等名詞，其實他們都是關于電源噪聲的不同反映方式，這些那么高大上的東西還是放在后面再細細道來吧，作為本系列第一篇，我們還是講下看上去很基本的東西:電流充放電的過程。 雖然這個概念大家覺得沒什么好說的，但是其實這是非常需要了解的過程，因為產生各種電源噪聲的來源都是它，因為有電流對芯片的充放電，才有了后面各種電源噪聲問題。 下面是我們生活中最常見的東東---手機電池。 大家可能都把注意力集中在玩手機，沒有很仔細的看電池的參數吧。買一部手機大家一定會關注它的電池容量吧，如圖上所示，2250毫安。這其實是一個怎樣的衡量單位呢？（偷偷告訴大家，其實本人也是最近才有了正確的認識。）其實它正確的讀法是毫安時，2250毫安每小時才是它正確的打開方式。它表示什么意思呢？看下圖，它其實是表示對電池充電電流是2250毫安的時候，要充一個小時才可以達到滿電，按上圖電池說的是充到3.7V滿電，這里電池就是相當于下圖的容性負載。 然后我們知道，大多數芯片負載都是容性負載，這其實和電池是一樣的，唯一不同的，肯定就是電容的容值啦，我們看到的電池都那么大，用我們能想到最簡單的計算公式C=ε*A/d，就可以猜到它的容量肯定很大。 我們不說電池的事了，因為畢竟像秒這種單位在我們SI,PI的研究字典里面實在太罕見了，我們更熟悉的是ns，ps這種。因此我們來研究下下面這種情況，更符合我們的習慣。 這里有三個變量，分別是充電電流大小，充電時間和電容容值，我們首先分別給它一個初始值，我們就可以得到它的充電的電壓了，它表示我們在5ns的時間用5mA的電流給5pf的電容充電，能充到5V的電壓（是不是有點拗口）。 是怎么得到的呢？公式也很簡單：I=C*dV/dt。然后我們就有了下面幾種結論。 我們用12.3mA的充電電流只需要充電2ns就可以充到5V，這意味著如果我們想充電更快的話，可以用更大的電流進行充電。這說明我們想把器件做得更高速的時候，我們芯片需要擁有更大的輸出電流，才能滿足更快的充放電時間，滿足更快的高低電平的切換。 |
