Co je parazitní kapacita?

Parazitní kapacita v elektrických obvodech je zvláštní účinek vodičů, které slouží jako desky mezi dielektrikem, kterým je obvykle vzduch. To se stává problémem s vyššími frekvencemi, protože velmi malé distribuované kapacity, které existují, budou mít při těchto frekvencích nižší impedance. Tento účinek může být vyřešen ve fázi návrhu obvodu, kde umísťování komponent může snížit účinky do bodu, kdy je možné dosáhnout uspokojivé činnosti.

Kondenzátory jsou dostupné jako kusové nebo distribuované komponenty. Jako kusové součásti se tyto kondenzátory považují za omezené na určité součásti; pro distribuovanou kapacitu je třeba plánovat konstrukci součástek a obvodů. Při výrobě induktoru je vždy zapojena distribuovaná kapacita; to může být považováno za parazitní kapacitu. Ideální induktor bude mít nulovou distribuovanou kapacitu; proto bude rezonovat na frekvenci v blízkosti nekonečna. Je dobře známo, že většina induktorů bude mít nekonečnou rezonanční frekvenci kvůli distribuované kapacitě vinutí, které vede k měřitelné rezonanční frekvenci.

Parazitní kapacita v radiofrekvenčních (RF) zesilovačích může způsobit, že tyto zesilovače budou mít nízký zisk v důsledku parazitní ztráty. V některých případech může dojít k oscilaci těchto zesilovačů. Při parazitní kapacitě je skutečným obvodem v reálném světě obvod nakreslený ve fázi návrhu plus kapacitní odpory uzemnění nebo mezi různými body obvodu. V některých případech je řešením jednoduše snížit paušální kapacitu pro určitou polohu obvodu. V jiných případech by řešením mohlo být zvýšení indukčnosti pro udržení určitého frekvenčního pásma.

Jsou případy, kdy vlastnosti elektronické součásti mohou kompenzovat parazitní kapacitu. Například snížený RF výstup způsobený parazitní kapacitou může být zvýšen použitím tranzistoru s vyšším ziskem. V některých případech mohou být liché účinky parazitní kapacity kompenzovány přidáním fázových stupňů.

Parazitní prvek může existovat kvůli blízkosti vodičů nebo délkám stop, vodičů nebo vodičů součástí. Společným přístupem ke snížení šance na objevení parazitického prvku je zkrácení vodičů a zmenšení povrchové plochy součástí a stop na deskách plošných spojů (PCB). Na základě uvedených postupů směřujících k zamezení nadměrných parazitických účinků se miniaturizace složek a stop PCB stala standardní praxí.

V digitálních spínacích obvodech doba náběhu a pádu digitálního signálu výrazně ovlivňuje maximální dosažitelné rychlosti. Parazitní kapacita na vstupech a výstupech digitálních zařízení zvyšuje dobu náběhu a pádu. Alternativou je použití výstupních zařízení, která mohou vstřikovat vyšší proudy, aby kompenzovaly parazitní kapacity. Tento přístup bohužel zvyšuje spotřebu energie stejnosměrného proudu. To vysvětluje, proč velmi vysokorychlostní digitální obvody obvykle vyžadují obrovské množství stejnosměrných proudů.