DECAP CELL
Decap作为局部快速供电 Phycical cell 的作用
Decap(去耦电容)主要用于电路中实现“局部快速供电”,特别是在电路突然需要大电流时(例如负载切换、时钟翻转等情况下),能够有效减轻电源线上的电压降(IR-drop)。
作用原理
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仅有电源线供电的情况:由于电源线存在电阻、电感,当电流需求增大时,会导致电压下降(IR drop)、Ldi/dt噪声增加。
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有Decap协助供电的情况:Decap可以迅速释放电荷,
“就近”补充电流,提供额外的电流路径。这样就避免了从远处电源获取电流的需求,从而有效地减少了电源线上的电压降
。
形象类比
将电源网络想象成一个很长的水管:
- 正常供水:水源供水顺畅无阻。
- 突然大量用水:如果仅依靠远处的水源,水流速度不够快,导致水压下降;而如果有附近的“大水桶”(即Decap),可以直接提供所需水量,保持本地水压稳定。
小结
场景 | 仅有电源线供电 | 有Decap协助供电 |
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瞬态电流增大 | 电源线电阻大 → 电压掉很快 | Decap就近放电 → 电源电压保持稳定 |
电源响应速度 | 慢(受限于电感电阻) | 快(Decap近在咫尺) |
整体IR-drop | 大,可能影响时序、甚至功能失败 | 小,提升可靠性 |
注意:Decap并非无限供电,它同样需要时间从电源重新充电恢复。同时,使用过多的Decap也会引起设计问题,如增加功耗和过大的寄生负载等。尽管如此,Decap通过在正确的时刻和地点补充局部电流,显著减少了远程供电导致的电源电压波动,进而降低了IR-drop。