A Réseau de distribution d'énergie (PDN) sur un circuit imprimé (PCB) est un réseau complexe de traces, d'avions et de composants responsables de la distribution de l'énergie à divers composants et circuits intégrés sur la carte. Son objectif principal est de s'assurer que chaque composant reçoit une alimentation électrique appropriée et stable, tout en minimisant les fluctuations de tension et en assurant des performances et une fiabilité optimales du système électronique. Le PDN comprend généralement des avions de puissance, des plans au sol, des traces de puissance, des condensateurs de découplage et d'autres composants qui travaillent ensemble pour gérer et distribuer l'énergie électrique dans le circuit imprimé. Enfin, le PDN fournit non seulement un moyen de fournir du courant aux circuits intégrés sur la carte, mais aussi un chemin de retour du courant.

Notre objectif lors de l'analyse d'un réseau de distribution d'énergie est de déterminer l'impédance du réseau qui définira les variations de tension qu'un CI connaîtra. Un PDN haute performance montrera une faible impédance tout au long. Dans un contexte de courant alternatif (CA), le PDN doit fournir suffisamment de courant aux circuits intégré à commutation rapide tout en gérant efficacement l'ondulation de tension et les chutes de tension. La tension du rail doit être stable et dans la limite de tension allant du CC jusqu'à la bande passante du courant de commutation pour le circuit intégré qui peut être dans la gamme GHz. Lorsque la charge actuelle augmente, un PDN insuffisant peut entraîner des problèmes comme une ondulation de tension excessive, des chutes de tension et une instabilité VRM. Cette ondulation sur les blocs d'alimentation peut causer des problèmes de fonctionnement ou des problèmes d'intégrité des données.

Un Analyse de découplage AC aide à déterminer si le PDN est conçu pour fournir une alimentation en courant adéquate et maintenir une tension stable aux services informatiques du CI. Aux basses fréquences (<100kHz), le Module régulateur de tension (VRM) et les condensateurs en vrac fonctionnent pour fournir une faible impédance pour le PDN. Les condensateurs de découplage et la capacité inter-plans, de l'empilement de la carte, fournissent la faible impédance de ~100kHz jusqu'à la gamme ~10-100MHz. Après cette plage, les condensateurs de découplage deviennent principalement inductifs et sont incapables de fournir une faible impédance pour le PDN. C'est dans cette gamme de fréquences que le découplage sur l'emballage et sur la matrice doit prendre le relais et fournir une faible impédance, généralement dans la gamme ~10-100 MHz jusqu'à GHz. Il est important de noter que l'inductance du package IC limitera la fréquence effective la plus élevée de la conception PDN au niveau de la carte. Une inductance de paquet plus grande abaissera la gamme de fréquences effective des condensateurs de découplage des PCB.