小小寄生电容竟然对电路影响这么大？

大家好，我是砖一。

 前几期给大家分享了MOS管的寄生电容，用处非常大，今天给大家分享一下更多详细内容。

寄生的含义就是本来没有在那个地方设计电容，但由于布线之间存在互容，或者两个相互靠近却绝缘的金属存在互容，就象寄生在布线之间、金属导体之间、金属平面之间，所以叫寄生电容。

寄生电容本身不是电容，根据电容的原理可以知道，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。寄生电容一般是指电感绕线间、芯片引脚之间、功率半导体引脚之间在高频情况下表现出来的电容特性。

关于寄生电容的浅谈

一、寄生电容的主要表现形式

1.1、半导体功率器件寄生电容

1.2、磁性器件寄生电容

1.3、功率器件/磁性器件对参考地平面寄生电容    

1.4、金属体之间的寄生电容

1.4、PCB布线间寄生电容    

二、寄生电容的影响分析

2.1、寄生电容改变信号回流路径

2.2、寄生电容容性耦合串扰    

2.3、寄生电容产生寄生振荡

2.4、寄生电容产生偶极子天线

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一、寄生电容的主要表现形式

1.1、半导体功率器件寄生电容

功率半导体的核心是PN结，当N型和P型半导体结合后，在结合面处的两侧形成空间电荷区，也称为耗尽层，当PN结两端的电压变化的时候，PN结的空间电荷区的电荷也发生改变；另外，N区电子和P区空穴因为浓度的差异相互扩散，也会在PN结的两侧产生电荷存储效应，这些因素作用在一起，在任何半导体功率器件内部，就会产生相应的寄生电容。    

二极管寄生电容

1.2、磁性器件寄生电容

变压器寄生电容

共模电感、电感、变压器等磁性器件，在绕线之间会形成分布电容，此电容容量通常为PF级，PF级电容为高频共模电流提供了耦合路径。        

1.3、功率器件/磁性器件对参考地平面寄生电容    

功率器件对参考地平面寄生电容    

1.4、金属体之间的寄生电容

1.4、PCB布线间寄生电容    

二、寄生电容的影响分析

寄生电容无处不在，又很隐蔽，且无法通过仪器进行测量。故寄生电容的影响就非常难分析，给EMC问题分析调试带来巨大挑战。

2.1、寄生电容改变信号回流路径

高频电流环路面积是影响辐射发射的重要因素，可控的电流环路面积是保证EMC性能的重要前提。寄生电容的存在会改变高频电流的回流路径，其环路面积也随之变大，引发严重的EMC问题。

2.2、寄生电容容性耦合串扰    

在开关电源EMC问题分析与调试过程中，发现容性耦合是引发电源端传导骚扰测试不达标的重要原因。容性耦合往往发生在电位差比较大的两条布线之间，容性耦合会将滤波器的性能降低，甚至旁路掉而失效。

2.3、寄生电容产生寄生振荡

二极管、MOS管、半导体芯片等功率器件引脚间的寄生电容与线路中电感器件、变压器、磁珠、及PCB Layout布线的寄生电感之间往往会产生寄生振荡。开关电源产品中寄生振荡是EMI测试不达标的重要原因之一，却很容易被设计工程师所忽略。

在开关电源EMC问题分析与调试过程中，发现容性耦合是引发电源端传导骚扰测试不达标的重要原因。容性耦合往往发生在电位差比较大的两条布线之间，容性耦合会将滤波器的性能降低，甚至旁路掉而失效。   

2.4、寄生电容产生偶极子天线

金属导体经常用于电磁干扰屏蔽，金属导体之间的良好搭接设计是保证实现高质量的屏蔽效果的前提。而实际结构设计时考虑到金属导体的氧化问题，在金属表面喷涂绝缘漆来避免金属氧化的问题。喷完绝缘漆的两个金属搭接在一起的时候，不能够良好导通形成等电位体，当高频噪声电流流过其中的一个导体，就会在另个导体上产生感应电动势形成电偶极天线，将噪声辐射出去。  

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