在电源完整性(PI)仿真中,三端子电容模型的精准添加,直接影响PDN阻抗分析的准确性,因此本文将基于Sigrity 2025版本,谈谈其Spice/S参数模型导入、端口定义及仿真的核心步骤,帮助工程师更好完成电容建模与验证。

一、模型准备与格式要求
1. SPICE模型处理
引脚对齐:修改模型首行.SUBCKT的引脚编号为1和2(如.SUBCKT C0402C103K4RACTU 1 2)。
参数同步:确保模型内部元件(如电阻、电感)的引脚编号与顶层定义一致。
文件格式:支持.ckt、.mod、.sp,其中.mod文件需通过“All Files”选项加载。
2. S参数模型配置
语法规则:在.PartialCkt中定义模型路径,例如:
.PartialCkt C0402C103K4RACTU ExtNode=1 2
S1 1 2 3 2 Model="C:/Models/C0402C103K4RACTU.s2p"
串联模型优先:默认使用串联(Series)测量类型,匹配电容实际工作状态。
二、Sigrity操作流程
1. 通过组件管理器添加
新建电路设计:打开Sigrity,创建PDN仿真项目。
添加电容组件:
进入“Components”选项卡,搜索三端子电容(如Decoupling Capacitor)。
拖动组件至电路图,双击进入属性设置。
模型赋值:
在“Model File”栏导入SPICE/S参数文件。
对于SPICE模型,通过“Edit Header”添加MCP端口,绑定引脚1(电源)和2(地)。
2. 通过AMM模块批量管理
打开AMM管理器:在PowerSI流程界面点击“Assign Capacitor Models”。
加载厂商库:
选择菜单栏“Library → Load Library”,导入Sigrity默认路径下的电容库(如decap_library)。
按容值、封装筛选目标电容(如10uF 0402)。
自定义模型库:
使用DecapGenerator.exe将Excel参数表转换为.ammx格式。
在AMM中通过“External Libraries”导入自定义模型。
三、关键验证步骤
1. 端口连接检查
物理引脚绑定:确保电容的Port1(电源)和Port2(地)正确连接至PDN网络的电源平面和地平面。
自动生成端口:在“Net Manager”中启用电源网络后,通过“Generate Ports”验证端口位置是否覆盖关键器件(如VRM、负载IC)。
2. 仿真频率设置
频率范围:PDN仿真通常设置10kHz~1GHz,重点优化1MHz~500MHz内的阻抗。
自适应扫描:启用“Adaptive”模式,自动调整频率分辨率以平衡精度与速度。
3. 阻抗曲线分析
目标阻抗:根据设计要求设置阈值(如20mΩ@20MHz)。
结果对比:通过“Expression Calculator”计算有效阻抗(Zeff = Z11 + Z12 + Z13),确保曲线低于目标线。
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