[实用新型]一种平面型电磁带隙结构

说明书

技术领域

本实用新型实施例涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种平面型电磁带隙结构。

背景技术

随着电子系统朝着高速度、高密度和低功耗的方向发展，这便要求高速时钟信号具有更陡峭的跳变沿以及更低的信号电压。这样会造成高速时钟频率的提高，从而引起电源完整性(PI)和地弹噪声(GBN)等问题，尤其是由大量驱动开关不停的开断而造成同步开关噪声(Simultaneous Switching Noise，SSN)问题在电源和地平面当中不可避免。这些噪声不仅会造成信号传输的抖动和电磁辐射问题，而且还会导致敏感射频、模拟电路的误操作等严重的信号完整性(SI)问题。

现有技术中，可以采用电磁带隙(Electromagnetic Band Gap，EBG)结构解决信号完整性和SSN，电磁带隙结构是一种由有耗介质、导体金属或其他混合体组成的人工电磁材料。例如，Mushroom-like EBG结构、3D级联型的Mushroom EBG，L-bridgeEBG结构和meander L-bridge EBG结构。

但是，Mushroom-like EBG结构和3D级联型的Mushroom EBG虽然能够抑制SSN，但是制作成本太高。且L-bridge结构，meander L-bridge结构，π-bridge结构在抑制SSN时存在带宽有限或者信号完整性差的问题。

实用新型内容

本申请提供一种平面型电磁带隙结构，用以提供一种成本低，且抑制SSN时超宽带的电磁带隙结构并且保证了电路的信号完整性和电源完整性。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种平面型电磁带隙结构，包括：电源平面、地平面以及位于电源平面和地平面之间的绝缘介质；在电源平面的第一面设置有至少一个电磁带隙结构，电源平面的第一面指电源平面未与绝缘介质相连的一面；电磁带隙结构用于抑制同步开关噪声；电磁带隙结构包括以M行×N列分布的M×N个基本单元，基本单元为加长型L-bridge结构，其中，M和N为大于或等于3的整数；M×N个基本单元中每相邻的两个基本单元之间采用L-型桥连接；在M×N个基本单元中内嵌有Q个双互补开口环谐振器，双互补开口环谐振器用于在谐振频率附近形成一个传输禁带，对电源和地平面间的噪声进行抑制，其中，Q为大于或等于4且小于或等于M×N的整数；Q个双互补开口环谐振器中的每个双互补开口环谐振器对应一个所述L-bridge结构；Q个双互补开口环谐振器按照第一预设规则排列。

本实用新型实施例提供的电磁带隙结构，相对于L-bridge本结构增大了桥连线的长度，使得结构的下截至频率降低，同时添加了双互补开口环谐振器，对整个结构的拓扑结构进行调整，使得上截至频率变大，从而整个结构的SSN抑制带宽更宽。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，电源平面和地平面的材料为铜箔。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式中，在第一方面的第二种可能的实现方式中，铜箔的厚度为0.035mm。

结合第一方面至第一方面的第二种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，绝缘介质的介电常数为4.4，绝缘介质的耗散因子为tanδ＝0.02的FR4材料，绝缘介质的厚度为0.4mm。

结合第一方面至第一方面的第三种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，第一预设规则为：在M×N个基本单元中每个基本单元内均内嵌有双互补开口环谐振器；或者，第一预设规则为：Q个双互补开口环谐振器中每相邻两个双互补开口环谐振器之间间隔一个未内嵌有双互补开口环谐振器的L-bridge结构。

结合第一方面至第一方面的第四种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，平面型电磁带隙结构的尺寸为长90mm×宽90mm×高0.4mm。

结合第一方面至第一方面的第五种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，电磁带隙结构包括以3行×3列分布的9个基本单元。

结合第一方面至第一方面的第六种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，Q个双互补开口环谐振器中存在4个端口，4个端口中的一个端口用作输入端口，四个端口中的其余三个端口用作输出端口。

结合第一方面至第一方面的第七种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，4个端口中每个端口的电阻为50Ω。