寄生電容是電路中非人為設計的電容效應，由導線、元件或導體間的互容形成，又稱雜散電容。其本質(zhì)是電感、電阻或芯片引腳在高頻環(huán)境下表現(xiàn)出的等效電容特性，通常由等效串聯(lián)電阻(ESR)和等效串聯(lián)電感(ESL)組成。在低頻電路中影響較小，但在高頻環(huán)境下可能導致信號干擾或系統(tǒng)不穩(wěn)定，常見于PCB布線、半導體器件內(nèi)部結構及磁性元件中。隨著高頻電路發(fā)展，寄生電容的影響在工程實踐中得到更深入研究。動態(tài)隨機存儲器(DRAM)利用其充放電特性存儲信息;不同電容器(如陶瓷、鋁電解)因寄生參數(shù)差異適配不同頻段需求 [1]。半導體器件如MOS管中的寄生電容(如Ciss、Coss、Crss)由結構參數(shù)決定，其非線性特性對開關性能有顯著影響。電路設計中通過優(yōu)化布線、屏蔽技術及層疊結構降低其效應。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(xiàn)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聯(lián)，在低頻情況下表現(xiàn)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。

寄生電容是指本來沒有在電路特定位置設計電容，但由于布線之間存在互容，或者兩個相互靠近卻絕緣的金屬存在互容，就像寄生在布線之間、金屬導體之間、金屬平面之間而產(chǎn)生的電容，又稱雜散電容。以下從其產(chǎn)生原因、存在形式、影響、常見類型及解決措施等方面進行詳細介紹：

元件之間的絕緣層：在電路中，元件之間通常需要絕緣層來防止短路或漏電，但絕緣層的存在會引入額外的電容，影響電路的性能。導線和接頭：導線和接頭是電路中的重要組成部分，但在高頻情況下，導線和接頭的電感效應會更加明顯，從而加劇寄生電容問題。接地和電源：接地和電源引腳與地或電源之間的絕緣層會形成電容，影響電路的性能。電感繞線間：電感線圈在交流電的作用下，相鄰兩匝導線間存在著一定的寄生電容，多層線圈的層間電容更大。功率半導體引腳間：功率半導體器件的引腳之間存在寄生電容，如MOSFET的柵極、漏極及源極通過柵極氧化膜被絕緣，會產(chǎn)生柵極-源極間電容、柵極-漏極間電容和漏極-源極間電容。

互相絕緣的金屬導體之間：兩個相互靠近卻絕緣的金屬導體之間會形成寄生電容。功率半導體與金屬參考平面之間：功率半導體器件與金屬參考平面之間也會存在寄生電容。磁性器件：開關變壓器繞組與繞組之間、同繞組之間存在分布電容，為高頻噪聲電流的耦合提供了耦合路徑;電感器件、共模電感器件繞線之間的分布電容，高頻噪聲通過分布電容直接耦合到后端，將電感短路掉，失去高頻濾波效果;應用與高壓場合的磁性器件，磁芯本身就是良導體，磁芯與參考地之間的分布電容為高頻噪聲耦合提供了路徑，使部分高頻噪聲未經(jīng)過磁性器件濾波。金屬結構導體：金屬結構體之間存在分布電容。PCB布線之間：PCB板上兩個彼此靠近的布線之間存在寄生電容，是引發(fā)串擾問題的主要原因之一;PCB布線與臨近參考平面之間的分布電容是高頻噪聲耦合回源的主要路徑，會縮小信號的高頻回流路徑，降低高頻噪聲的發(fā)射能力。其他類型：半導體芯片管腳之間、線纜內(nèi)部線與線之間、線纜內(nèi)部線與金屬屏蔽層之間、金屬導體與磁性器件磁芯之間、半導體芯片與散熱片之間、PCB疊層之間等都存在寄生電容。

信號延遲增加：寄生電容會儲存電荷，導致信號在電路中的傳輸延遲增加，影響電路的整體性能和穩(wěn)定性。輸出波形失真：在高頻應用中，寄生電容可能導致輸出波形失真，降低電路的性能和可靠性。功耗增加：寄生電容會儲存電荷并在切換過程中釋放，導致器件的功耗增加，特別是在高頻應用中，這種功耗增加可能更加明顯。引起干擾：寄生電容是引起干擾的重要原因，如分布在導線之間、線圈與機殼之間以及某些元件之間的分布電容等，它們的數(shù)值雖小，但會對電路造成干擾。產(chǎn)生寄生振蕩：二極管、MOS管、半導體芯片等功率器件引腳間的寄生電容與線路中電感器件、變壓器、磁珠及PCB Layout布線的寄生電感之間往往會產(chǎn)生寄生振蕩，是EMI測試不達標的重要原因之一。形成電偶極天線：金屬導體之間良好搭接是保證實現(xiàn)高質(zhì)量屏蔽效果的前提，而實際結構設計時，在金屬表面噴涂絕緣漆避免金屬氧化，噴完絕緣漆的兩個金屬搭接在一起時，不能良好導通形成等電位體，當高頻噪聲電流流過其中一個導體，就會在另一個導體上產(chǎn)生感應電動勢形成電偶極天線，將噪聲輻射出去。

MOSFET寄生電容：MOSFET裸片結構中，由于結構中的各種器件和材料的非完美性，導致源、漏和柵與基板之間形成的電容。這種寄生電容對MOSFET的性能、速度和功耗等方面具有顯著的影響，如漏電流增加、響應時間縮短、功耗增加等。傳感器寄生電容：傳感器除有極板間電容外，極板與周圍體(各種元件甚至人體)也產(chǎn)生電容聯(lián)系，這種電容稱為寄生電容。它不但改變了電容傳感器的電容量，而且由于傳感器本身電容量很小，寄生電容極不穩(wěn)定，導致傳感器特性不穩(wěn)定，對傳感器產(chǎn)生嚴重干擾。合適的線路布局：采用合理的線路布局設計，減少信號線或電源線之間的平行走向，增加線間間隔，可以有效減小線間寄生電容的影響。優(yōu)化PCB板層疊：在多層PCB板設計中，合理規(guī)劃不同層間的信號線和功率線，減少層間寄生電容的產(chǎn)生。調(diào)整元器件引腳布局：增大元器件引腳之間的距離，以及引腳與周圍金屬區(qū)域之間的距離，以降低寄生電容。改進地線布局：優(yōu)化接地設計，減少地線與其他信號線之間的寄生電容，提高電路的穩(wěn)定性和性能。

選擇合適的封裝方式：某些元器件的封裝方式會影響寄生電容的大小，選擇合適的封裝可以降低寄生電容的影響。減小器件尺寸：器件規(guī)模越小，其寄生電容通常會越小，采用更小的器件可以降低寄生電容的影響。優(yōu)化材料和制造工藝：通過優(yōu)化元器件的材料和制造工藝，可以降低寄生電容的大小和數(shù)量。采用驅動電纜技術：在電路中采用雙層屏蔽電纜和驅動放大器等技術，可以減小寄生電容的影響。首先，我們需要明確寄生電容的概念。寄生電容，又稱雜散電容或未預期電容，是指電路中原本并未設計存在的電容，但由于電路元件之間的布局、導線、絕緣層等因素，使得在電路中形成了額外的電容效應。這種電容效應雖然并非設計初衷，但卻無法完全避免，因此被稱為寄生電容。

元件之間的絕緣層是寄生電容產(chǎn)生的一個重要原因。在電路中，為了防止元件之間發(fā)生短路或漏電，通常需要在元件之間添加絕緣層。然而，絕緣層的存在也會引入額外的電容。這是因為絕緣層本身具有一定的介電常數(shù)，當兩個金屬導體(如電路元件的引腳)之間被絕緣層隔開時，就形成了一個電容器的基本結構——兩個極板和絕緣介質(zhì)。盡管這種電容效應通常較小，但在高頻電路中，其影響卻不容忽視。因為高頻信號具有較短的波長和較高的頻率，使得電容的充放電過程更加迅速，從而加劇了寄生電容對電路性能的影響。導線和接頭也是寄生電容產(chǎn)生的重要因素。在電路中，導線和接頭用于連接各個元件，形成完整的電路通路。然而，導線和接頭之間也會形成電容效應。特別是在高頻情況下，導線和接頭的電感效應會更加明顯，從而加劇了寄生電容問題。此外，導線和接頭的布局也會對寄生電容的大小產(chǎn)生影響。如果導線和接頭布局不合理，如導線過長、接頭過多等，都會增加寄生電容的值，進而對電路性能產(chǎn)生不良影響。接地和電源同樣會引入寄生電容。在電路中，接地和電源是提供電能和保證電路穩(wěn)定工作的重要部分。然而，接地和電源引腳與地或電源之間的絕緣層也會形成往外的電容。這種電容效應會影響電路的性能，特別是在高頻電路中，其影響更為顯著。因為高頻信號容易通過寄生電容耦合到地或電源上，從而造成信號的損失和干擾。

除了上述因素外，電路布局及元件排列也會對寄生電容的大小產(chǎn)生直接影響。在電路設計中，合理的布局和排列可以有效地降低寄生電容的值。例如，將高頻元件盡量靠近以減少導線長度、避免元件之間的過度密集排列、使用低介電常數(shù)的絕緣材料等，都可以有效地降低寄生電容的影響。此外，溫度變化也會改變介電常數(shù)，進而影響寄生電容的大小。在電路中，元件和絕緣材料的介電常數(shù)通常會隨著溫度的變化而發(fā)生變化。當溫度升高時，介電常數(shù)通常會增大，從而增加寄生電容的值。因此，在電路設計中需要考慮溫度對寄生電容的影響，并采取相應的措施進行補償或調(diào)整。