高速先生成員-- 黃剛

不可能吧（ba）？電容不（bú）還是那個電容嗎？為什（shí）麽接到1V的直流電壓時和（hé）接到3.3V的直流電壓效果會不一樣？相信大多數粉（fěn）絲都不知道這個point吧。的確，如果大家沒聽過（guò）DC-Bias這個名詞的話（huà），估計是很難知道……

電容在（zài）電源網絡中的應用主（zhǔ）要（yào）就是（shì）充（chōng）當去（qù）耦電容了，我們知道從電（diàn）源芯（xīn）片到用電芯片的漫長的電（diàn）源鏈路中，會存在著大大小小不一樣的電容（róng）。原（yuán）理就不用我們再再再一次重複說明了吧？額，算了（le），再說（shuō）一次吧，去耦電容的作（zuò）用就是（shì）降低電源地之間的阻抗，這樣的話當用電端電（diàn）流波動的時候，在用電芯片（piàn）處產（chǎn）生的噪聲就會減小。

今天我們就（jiù）不過分的討論怎麽仿真電源的PDN阻抗這事了。關注點放在電（diàn）容到底在（zài）不同的直流電源中會不會有差異。什麽意思呢？就是同一（yī）個電（diàn）容接不同的直流電源去使用的時候有沒（méi）有區別！DC-Bias翻譯成中文，那（nà）就是直流偏置。

那到底要怎麽知道電容的直流（liú）偏置特性對它的影響呢？其實也沒那麽難了，隻是很多人沒有去做，那就是去翻（fān）翻它的datasheet不就有了嘛。例如某個常（cháng）用的0402封裝，1uF的（de）電容。

再往下翻，就能看到它的DC-BIAS特性，如下：

哇！原來直流電壓對電容容值的影響竟（jìng）然如（rú）此的大（dà）！每增加1V的直流電壓，容值差不多要減小（xiǎo）10%！！！

看起來是挺嚇人的哈，不知（zhī）道實際上對PDN阻抗（kàng）的（de）影（yǐng）響（xiǎng）有多大呢？這個點感覺會有更多粉絲想知道吧。那我們通過一些渠道拿到了這個電容直流偏置電源0V、1V、2V到3V這（zhè）4種case的（de）S參（cān）數模型，就是下麵的4個模型了。

那我們分別來看看這幾種case下電容的PDN阻抗曲（qǔ）線的差異，就是下圖展示的一樣（yàng）了。

感覺還好吧，基本上（shàng）不就重合了嘛，沒啥差異啊？真（zhēn）的嗎？那是因為（wéi）橫坐標（biāo）和縱坐標都（dōu）用了對數的形式來展示。我們（men）分別放大兩（liǎng）個頻段的細節給大家（jiā）看（kàn）看，就知道（dào）了。

第（dì）一個是低頻（pín）時候的放大細節，如下。可（kě）以看到在低頻時，由於（yú）偏置電壓越高，容值越小，導致PDN阻抗變（biàn）大，而且變大的幅度（dù）還是很多的！

然後我們再來看看在諧振（zhèn）頻點附（fù）近的差異，直流偏置3V和0V來比，去耦諧振頻點（diǎn）差不多變化了2MHz，這其實是一個不算小的變化了。因為（wéi）像板（bǎn）級電容的PDN阻抗優化，我們一般也就關注到20MHz而已！

我們這篇文章簡單的介紹了（le）DC-Bias的原理並用了一（yī）個電容來驗證了（le）直流偏置對電容PDN阻抗的影響。當然（rán）目的就是讓大家了解到電容放在你手上（shàng）和焊在電路板中不同電壓的電源（yuán）網絡（luò）中是不一樣（yàng）的哈，接入不同的直流電壓後，容值會發（fā）生變化，從而影響到PDN阻抗（kàng）在低頻和諧（xié）振頻率的效果。那給我們設計或者仿真的啟發就是：如果對（duì）電源的PDN阻抗要求不是很高（gāo）的情況下，不考慮偏置特性倒（dǎo）不（bú）一定出問題；反過來，如果本身的（de）PDN要求就很嚴格，那麽你就要嚴謹的去考慮它到底放到了1V還是2V的電源網絡中的（de）情況了（le），因為從驗證結果上來看，不同電壓的（de）PDN阻抗差異還是不能忽略的！