什么是“寄生电容”?
寄生的含义就是本来没有在那个地方设计电容,但由于布线之间总是有互容,互容就好像是寄生在布线之间的一样,所以叫寄生电容,又称杂散电容。
寄生电容本身不是电容,根据电容的原理我们可以知道,电容是由两个极板和绝缘介质构成的,那么寄生电容是无法避免的。比如一个电路有很多电线,电线与电线之间形成的电容叫做寄生电容。寄生电容一般在高频电路中会对电路造成很大影响,所以电路在布线的时候要特殊考虑。
寄生电容一般是指电感,电阻,芯片引脚等在高频情况下表现出来的电容特性。实际上,一个电阻等效于一个电容,一个电感,和一个电阻的串连,在低频情况下表现不是很明显,而在高频情况下,等效值会增大,不能忽略。在计算中我们要考虑进去。ESL就是等效电感,ESR就是等效电阻。不管是电阻,电容,电感,还是二极管,三极管,MOS管,还有IC,在高频的情况下我们都要考虑到它们的等效电容值,电感值。
注意一下杂散电容,寄生电容,分布电容这三个说法,一些人认为这三个说法区别不大,只是适用场景不同,针对器件时多用“寄生电容”,针对系统时多用“分布电容”。在我的理解里,这三者有一些细微的区别
寄生电容:在现代工艺水平下,生产器件的某个功能时所不可避免地产生的另一种现象,比如现代生产二极管的时候,由于工艺限制无法制作出理想二极管,生产时不可避免的产生了电容。
分布电容:一般不是针对单个器件的,多数是讲在电路中产生的附加电容,例如电路中两个器件,它们肯定会有电容存在;同理,两条平行的输电线路间肯定也会有电容存在。
杂散电容:除以上两种电容外的其它形式的电容,例如两个器件、导体相互感应所产生的电容等。
杂散电容,寄生电容,分布电容的电容值可能极小,但是在特高频、超高频等情况下有时候还是不能忽略的。此类型电容理论上无法消除,只能尽可能减小(有害方面)或者加以利用(有益方面)。
就电力系统而言,杂散电容的存在可能使雷电、短路故障、开关操作等干扰信号进入二次回路,从而使二次回路发生故障,影响二次回路工作甚至影响电网安全稳定允许。例如有的变电站出现过设备一次系统无故障、保护未动作、监控无操作的情况下断路器跳闸的事故。
关于寄生电容与电容器
电源纹波和瞬态规格会决定所需电容器的大小,同时也会限制电容器的寄生组成设置。图1显示一个电容器的基本寄生