电感提取的应用

在集成电路设计中，经常用到的是电阻电容寄生参数提取，那么，在哪些情况下需要考虑寄生电感的提取呢？

常见的电感提取是针对芯片到封装的连接处，封装到PCB的连接处，这些位置的寄生电感值较大，对电路性能有一定影响，需要提取。

上图的电路模型如下：

为了提取寄生电感，一般需要做RL提取或者RLC提取。为什么计算电感时要同时考虑电阻呢？原因是：当计算电感时，电阻计算模型不能再使用简单的几何图形计算电路了，需要考虑临近导体对其电流影响造成的电阻变化和高频趋肤效应造成的电阻变化。如下图所示：

RL提取的模型一般如下：

给定N个任意形状的互连结构，定义M个输入输出端口，计算端口间MxM维的电阻和电感矩阵：

RLC 的应用背景一般是：衬底耦合分析，如下图所示：

RLC的提取模型如下：给定N个任意形状的互连结构，定义M个输入输出端口，计算端口间MxM维的阻抗矩阵：

电感计算通常有2种方法：简化计算法和电磁场求解法。

简化计算法计算速度较快，在中低频下使用精度较高，其基本方法是：针对电容矩阵求逆，得到电感矩阵。

电磁场求解电容的方法一般是采用PEEC模型，把导体划分为体积元，如下：

然后通过等效电路的方法求解：

求解上述电路，需要对每段小的体积元用到电磁场积分模型，如下：

通过求解上述Maxwell方程，来最终得到电感矩阵。

通过上述分析，可以看到针对电感提取，简化计算法相对简单，而电磁场模型法计算很复杂，难度较大。

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