Τι είναι η παρασιτική χωρητικότητα;

Η παρασιτική χωρητικότητα, στα ηλεκτρικά κυκλώματα, είναι η επιπλέον επίδραση των αγωγών που χρησιμεύουν ως πλάκες μεταξύ ενός διηλεκτρικού, που συνήθως είναι αέρας. Γίνεται πρόβλημα με τις υψηλότερες συχνότητες γιατί οι πολύ μικρές κατανεμημένες χωρητικότητες που υπάρχουν θα έχουν χαμηλότερες σύνθετες αντιστάσεις σε αυτές τις συχνότητες. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να αντιμετωπιστεί στο στάδιο του σχεδιασμού του κυκλώματος, όπου η τοποθέτηση των εξαρτημάτων μπορεί να μειώσει τα αποτελέσματα σε σημείο όπου είναι εφικτή η ικανοποιητική λειτουργία.

Οι πυκνωτές διατίθενται ως συσσωρευμένα ή κατανεμημένα εξαρτήματα. Ως συσσωρευμένα εξαρτήματα, αυτοί οι πυκνωτές θεωρούνται ότι περιορίζονται σε ορισμένα εξαρτήματα. για την κατανεμημένη χωρητικότητα, υπάρχει ανάγκη σχεδιασμού στο σχεδιασμό εξαρτημάτων και κυκλωμάτων. Όταν κατασκευάζεται ένας επαγωγέας, υπάρχει πάντα μια κατανεμημένη χωρητικότητα. αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως παρασιτική χωρητικότητα. Ένας ιδανικός επαγωγέας θα έχει μηδενική κατανεμημένη χωρητικότητα. επομένως, θα αντηχεί σε μια συχνότητα κοντά στο άπειρο. Είναι γνωστό ότι οι περισσότεροι επαγωγείς θα έχουν μια μη άπειρη συχνότητα συντονισμού λόγω της κατανεμημένης χωρητικότητας της περιέλιξης που οδηγεί σε μια μετρήσιμη συχνότητα συντονισμού.

Η παρασιτική χωρητικότητα σε ενισχυτές ραδιοσυχνοτήτων (RF) μπορεί να κάνει αυτούς τους ενισχυτές να έχουν χαμηλό κέρδος λόγω παρασιτικής απώλειας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να προκαλέσει ταλάντωση αυτών των ενισχυτών. Με την παρασιτική χωρητικότητα, το πραγματικό κύκλωμα στον πραγματικό κόσμο είναι το κύκλωμα που σχεδιάζεται στο στάδιο του σχεδιασμού συν τις χωρητικότητες στη γείωση ή μεταξύ διαφόρων σημείων του κυκλώματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η λύση είναι απλώς να μειωθεί η αθροιστική χωρητικότητα για μια συγκεκριμένη θέση κυκλώματος. Για άλλες περιπτώσεις, η λύση θα μπορούσε να είναι η αύξηση της επαγωγής για τη διατήρηση μιας συγκεκριμένης ζώνης διέλευσης συχνότητας.

Υπάρχουν περιπτώσεις όπου τα χαρακτηριστικά του ηλεκτρονικού εξαρτήματος μπορεί να αντισταθμίσουν την παρασιτική χωρητικότητα. Για παράδειγμα, η μειωμένη έξοδος ραδιοσυχνοτήτων λόγω παρασιτικής χωρητικότητας μπορεί να αυξηθεί χρησιμοποιώντας ένα τρανζίστορ υψηλότερου κέρδους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα περίεργα αποτελέσματα της παρασιτικής χωρητικότητας μπορεί να αντισταθμιστούν με την προσθήκη σταδίων κυκλώματος.

Ένα παρασιτικό στοιχείο μπορεί να υπάρχει λόγω της εγγύτητας των αγωγών ή του μήκους των ιχνών, των καλωδίων ή των καλωδίων των εξαρτημάτων. Η κοινή προσέγγιση για τη μείωση της πιθανότητας ανακάλυψης ενός παρασιτικού στοιχείου είναι η βράχυνση των αγωγών και η μείωση της επιφάνειας σε εξαρτήματα και ίχνη σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB). Με βάση τις προαναφερθείσες πρακτικές για την αποφυγή υπερβολικών παρασιτικών επιπτώσεων, η σμίκρυνση των εξαρτημάτων και των ιχνών PCB έχει γίνει μια τυπική πρακτική.

Στα ψηφιακά κυκλώματα μεταγωγής, ο χρόνος ανόδου και πτώσης του ψηφιακού σήματος επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τις μέγιστες επιτεύξιμες ταχύτητες. Η παρασιτική χωρητικότητα στις εισόδους και εξόδους των ψηφιακών συσκευών αυξάνει τους χρόνους ανόδου και πτώσης. Μια εναλλακτική είναι η χρήση συσκευών εξόδου που μπορούν να εγχύσουν υψηλότερα ρεύματα για να αντισταθμίσουν τις παρασιτικές χωρητικότητες. Δυστυχώς, αυτή η προσέγγιση αυξάνει την κατανάλωση ρεύματος συνεχούς ρεύματος (DC). Αυτό εξηγεί γιατί τα ψηφιακά κυκλώματα πολύ υψηλής ταχύτητας απαιτούν συνήθως τεράστιες ποσότητες συνεχούς ρεύματος.