什么是“寄生電容”？

寄生的含義就是本來沒有在那個地方設計電容，但由于布線之間總是有互容，互容就好像是寄生在布線之間的一樣，所以叫寄生電容，又稱雜散電容。

寄生電容本身不是電容，根據電容的原理我們可以知道，電容是由兩個極板和絕緣介質構成的，那么寄生電容是無法避免的。比如一個電路有很多電線，電線與電線之間形成的電容叫做寄生電容。寄生電容一般在高頻電路中會對電路造成很大影響，所以電路在布線的時候要特殊考慮。

寄生電容一般是指電感，電阻，芯片引腳等在高頻情況下表現出來的電容特性。實際上，一個電阻等效于一個電容，一個電感，和一個電阻的串連，在低頻情況下表現不是很明顯，而在高頻情況下，等效值會增大，不能忽略。在計算中我們要考慮進去。ESL就是等效電感，ESR就是等效電阻。不管是電阻，電容，電感，還是二極管，三極管，MOS管，還有IC，在高頻的情況下我們都要考慮到它們的等效電容值，電感值。

注意一下雜散電容，寄生電容，分布電容這三個說法，一些人認為這三個說法區別不大，只是適用場景不同，針對器件時多用“寄生電容”，針對系統時多用“分布電容”。在我的理解里，這三者有一些細微的區別

寄生電容：在現代工藝水平下，生產器件的某個功能時所不可避免地產生的另一種現象，比如現代生產二極管的時候，由于工藝限制無法制作出理想二極管，生產時不可避免的產生了電容。

分布電容：一般不是針對單個器件的，多數是講在電路中產生的附加電容，例如電路中兩個器件，它們肯定會有電容存在；同理，兩條平行的輸電線路間肯定也會有電容存在。

雜散電容：除以上兩種電容外的其它形式的電容，例如兩個器件、導體相互感應所產生的電容等。

雜散電容，寄生電容，分布電容的電容值可能極小，但是在特高頻、超高頻等情況下有時候還是不能忽略的。此類型電容理論上無法消除，只能盡可能減小（有害方面）或者加以利用（有益方面）。

就電力系統而言，雜散電容的存在可能使雷電、短路故障、開關操作等干擾信號進入二次回路，從而使二次回路發生故障，影響二次回路工作甚至影響電網安全穩定允許。例如有的變電站出現過設備一次系統無故障、保護未動作、監控無操作的情況下斷路器跳閘的事故。

關于寄生電容與電容器

電源紋波和瞬態規格會決定所需電容器的大小，同時也會限制電容器的寄生組成設置。圖1顯示一個電容器的基本寄生組成，其由等效串聯電阻（ESR）和等效串聯電感（ESL）組成，并且以曲線圖呈現出三種電容器（陶瓷電容器、鋁質電解電容器和鋁聚合物電容器）的阻抗與頻率之間的關系。表1顯示了用于生成這些曲線的各個值。這些值為低壓（1V~2.5V）、中等強度電流（5A）同步降壓電源的典型值。

低頻下，所有三種電容器均未表現出寄生分量，因為阻抗明顯只與電容相關。但是，鋁電解電容器阻抗停止減小，并在相對低頻時開始表現出電阻特性。這種電阻特性不斷增加，直到達到某個相對高頻為止（電容器出現電感）。鋁聚合物電容器為與理想狀況不符的另一種電容器。有趣的是，它擁有低ESR，并且ESL很明顯。陶瓷電容器也有低ESR，但由于其外殼尺寸更小，它的ESL小于鋁聚合物和鋁電解電容器。

圖2顯示運作在500kHz下的連續同步調節器模擬的電源輸出電容器波形。它使用圖1所示三種電容器的主要阻抗：陶瓷電容；鋁ESR;鋁聚合物ESL.

紅色線條為鋁電解電容器，其由ESR主導。因此，紋波電壓與電感紋波電流直接相關。藍色線條代表陶瓷電容器的紋波電壓，其擁有小ESL和ESR.這種情況的紋波電壓為輸出電感紋波電流的組成部分。由于紋波電流為線性，因此這導致一系列時間平方部分，并且外形看似正弦曲線。

最后，綠色線條代表紋波電壓，其電容器阻抗由其ESL主導，例如：鋁聚合物電容器等。在這種情況下，輸出濾波器電感和ESL形成一個分壓器。這些波形的相對相位與我們預計的一樣。ESL主導時，紋波電壓引導輸出濾波器電感電流。ESR主導時，紋波與電流同相，而電容主導時，其延遲。現實情況下，輸出紋波電壓并非僅包含來自這些元件中之一的電壓。相反，它是所有三個元件電壓之和。因此，在紋波電壓波形中都能看到其某些部分。

圖3顯示了一個深度連續反激或者降壓調節器的波形，其輸出電容器電流可以為正和負，而具體狀態會不斷快速變化。紅色線條清楚表明了這種情況，其電壓由這種電流乘以ESR得出，結果則為一種方波。電容器元件的電壓為方波的組成部分。它導致線性充電和放電，如藍色三角波形所示。最后，僅當電流在過渡期間變化時，電容器ESL的電壓才明顯。這種電壓會非常高，取決于輸出電流升時間。請注意，在這種情況下，綠色線條需除以10（假設25 nS電流過渡）。這些大電感尖峰就是在反激或降壓電源中經常出現雙級濾波器的眾多原因之一。

總之，輸出電容器的阻抗有助于提高紋波和瞬態性能。隨著電源頻率升高，寄生問題的影響更大、更不應忽視。在20kHz附近，鋁電解電容器的ESR大到足以主導電容阻抗。在100kHz時，一些鋁聚合物電容表現出電感。電源進入兆赫茲開關頻率時，請注意所有三種電容器的ESL.