A Rete di distribuzione dell'energia (PDN) su un PCB (Printed Circuit Board) è una rete complessa di tracce, piani e componenti responsabili della distribuzione dell'energia a vari componenti e circuiti integrati sulla scheda. Il suo scopo principale è garantire che ogni componente riceva l'alimentazione elettrica appropriata e stabile, riducendo al minimo le fluttuazioni di tensione e garantendo prestazioni e affidabilità ottimali del sistema elettronico. Il PDN in genere include piani di alimentazione, piani di massa, tracce di potenza, condensatori di disaccoppiamento e altri componenti che lavorano insieme per gestire e distribuire l'energia elettrica in tutto il PCB. Infine, il PDN non solo fornisce un mezzo per fornire corrente ai circuiti integrati sulla scheda, ma anche un percorso di ritorno della corrente.

Il nostro obiettivo nell'analizzare una rete di distribuzione dell'energia è determinare l'impedenza della rete che definirà le variazioni di tensione che subirà un circuito integrato. Un PDN ad alte prestazioni mostrerà una bassa impedenza dappertutto. In un contesto di corrente alternata (AC), il PDN deve fornire corrente sufficiente ai circuiti integrati a commutazione rapida, gestendo efficacemente le ondulazioni e le cadute di tensione. La tensione ferroviaria deve essere stabile ed entro il limite di tensione da DC fino alla larghezza di banda della corrente di commutazione per l'IC, che può essere compresa nell'intervallo dei GHz. Quando il carico di corrente aumenta, un PDN insufficiente può portare a problemi come un'eccessiva ondulazione di tensione, cadute di tensione e instabilità del VRM. Questa ondulazione sugli alimentatori può causare problemi di funzionamento o di integrità dei dati.

Un analisi del disaccoppiamento AC aiuta a determinare se il PDN è progettato per fornire un'alimentazione di corrente adeguata e mantenere una tensione stabile ai servizi IT dell'IC. Alle basse frequenze (<100 kHz), Modulo regolatore di tensione (VRM) e condensatori di massa funzionano per fornire una bassa impedenza per il PDN. I condensatori di disaccoppiamento e la capacità interpiano, dallo stack della scheda, forniscono una bassa impedenza da ~100 kHz fino all'intervallo ~10 - 100 MHz. Dopo questo intervallo, i condensatori di disaccoppiamento diventano principalmente induttivi e non sono in grado di fornire una bassa impedenza per il PDN. Questo intervallo di frequenza è il punto in cui il disaccoppiamento sul pacchetto e sul die deve prendere il sopravvento e fornire una bassa impedenza, in genere nell'intervallo da ~10 a 100 MHz fino a GHz. È importante notare che l'induttanza del pacchetto IC limiterà la massima frequenza effettiva del progetto PDN a livello di scheda. Un'induttanza del pacchetto più grande ridurrà la gamma di frequenza effettiva dei condensatori di disaccoppiamento PCB.