Co to jest pojemność pasożytnicza?

Pojemność pasożytnicza w obwodach elektrycznych to dodatkowy efekt przewodników, które służą jako płytki pomiędzy dielektrykiem, którym zwykle jest powietrze. Staje się to problemem przy wyższych częstotliwościach, ponieważ bardzo małe rozproszone pojemności, które istnieją, będą miały niższe impedancje przy tych częstotliwościach. Efekt ten można rozwiązać na etapie projektowania obwodu, gdzie rozmieszczenie komponentów może zmniejszyć efekty do punktu, w którym osiągalne jest zadowalające działanie.

Kondensatory są dostępne jako elementy skupione lub rozproszone. Jako elementy skupione, kondensatory te są uważane za ograniczone do pewnych elementów; w przypadku pojemności rozproszonej istnieje potrzeba planowania w projektowaniu komponentów i obwodów. Podczas produkcji cewki indukcyjnej zawsze występuje rozproszona pojemność; można to uznać za pojemność pasożytniczą. Idealna cewka indukcyjna będzie miała zerową rozproszoną pojemność; dlatego będzie rezonować z częstotliwością bliską nieskończoności. Powszechnie wiadomo, że większość cewek indukcyjnych ma nieskończoną częstotliwość rezonansową ze względu na rozproszoną pojemność uzwojenia, która prowadzi do mierzalnej częstotliwości rezonansowej.

Pasożytnicza pojemność wzmacniaczy częstotliwości radiowych (RF) może powodować, że te wzmacniacze mają niskie wzmocnienie z powodu utraty pasożytniczej. W niektórych przypadkach może to powodować drgania tych wzmacniaczy. W przypadku pojemności pasożytniczej rzeczywisty obwód w świecie rzeczywistym to obwód rysowany na etapie projektowania plus pojemności do ziemi lub między różnymi punktami obwodu. W niektórych przypadkach rozwiązaniem jest po prostu zmniejszenie pojemności skupionej dla określonej pozycji obwodu. W innych przypadkach rozwiązaniem może być zwiększenie indukcyjności w celu utrzymania określonego pasma przenoszenia częstotliwości.

Istnieją przypadki, w których charakterystyka elementu elektronicznego może kompensować pojemność pasożytniczą. Na przykład zmniejszona moc wyjściowa RF spowodowana pasożytniczą pojemnością może zostać zwiększona przez zastosowanie tranzystora o wyższym wzmocnieniu. W niektórych przypadkach dziwne efekty pojemności pasożytniczej można skompensować przez dodanie stopni obwodu.

Element pasożytniczy może istnieć z powodu bliskości przewodników lub długości ścieżek, przewodów lub wyprowadzeń komponentów. Powszechnym podejściem do zmniejszania szansy wykrycia elementu pasożytniczego jest skrócenie przewodników i zmniejszenie pola powierzchni komponentów i śladów na płytkach drukowanych (PCB). W oparciu o wspomniane praktyki mające na celu uniknięcie nadmiernych efektów pasożytniczych miniaturyzacja komponentów i śladów PCB stała się standardową praktyką.

W cyfrowych obwodach przełączających czas narastania i opadania sygnału cyfrowego ma duży wpływ na maksymalne osiągalne prędkości. Pasożytnicza pojemność na wejściach i wyjściach urządzeń cyfrowych zwiększa czasy narastania i opadania. Alternatywą jest użycie urządzeń wyjściowych, które mogą wstrzykiwać wyższe prądy w celu skompensowania pojemności pasożytniczych. Niestety takie podejście zwiększa zużycie prądu stałego (DC). To wyjaśnia, dlaczego bardzo szybkie obwody cyfrowe zwykle wymagają ogromnych ilości prądu stałego.