초고속 디지털 회로의 GBN 억제를 위한 육각형 EBG 구조의 전원면 설계

Abstract

본 논문에서는 초고속 디지털 PCB 회로에서 발생하는 GBN(Ground Bounce Noise)을 억제하기 위한 새로운 EBG(Electromagnetic Bandgap) 구조의 전원면을 제안하였다. 제안된 구조는 육각형 모양의 단위 셀과 각 셀을 연결하는 선로로 구성되어 있다. 육각형 모양의 단위 셀은 등방성을 띄어 인접 셀의 각 포트 사이의 전달 특성을 동일하게 한다. 제안된 구조는 실제 제작, 측정되었고 330 MHz부터 5.6 GHz까지 넓은 주파수 대역에서 -30 dB 이하로 GBN을 억제하는 특성을 나타낸다. Electromagnetic Interference(EMI) 방사 측정 시에도 일반 전원면/접지면에 비해 낮은 EMI 특성을 나타낸다. 본 논문에서 제안한 육각형 EBG 구조의 전원면은 실제 EBG 전원면의 적용에 효율적으로 작용하여 초고속 디지털 회로의 EMI 문제를 해결하는 데 기여할 것으로 기대된다. In this paper, a novel hexagonal-shaped electromagnetic bandgap(EBG) power plane for the suppression of the ground bounce noise(GBN) in high-speed circuits is proposed. The proposed structure consists of hexagonal-shaped unit cells and detoured bridges connecting the unit cells. The hexagonal-shaped unit cells could omni-directionally suppress the GBN in digital circuits. The fabricated power plane's omni-directional -30 dB suppression bandwidth is from 330 MHz to 5.6 GHz. Then the proposed structure suppresses electromagnetic interference(EMI) caused by the GBN within the stopband. As a result, the proposed structure is expected to be conducive solving EMI problem in high-speed circuits.