Che cos’è la capacità parassitaria?

La capacità parassita, nei circuiti elettrici, è l’effetto extra di conduttori che fungono da piastre tra un dielettrico, che di solito è l’aria. Diventa un problema con le frequenze più alte perché le capacità distribuite molto piccole che esistono avranno impedenze inferiori a queste frequenze. Questo effetto può essere affrontato in fase di progettazione del circuito, dove il posizionamento dei componenti può ridurre gli effetti fino a un punto in cui è possibile ottenere un funzionamento soddisfacente.

I condensatori sono disponibili come componenti concentrati o distribuiti. Come componenti concentrati, questi condensatori sono considerati limitati a determinati componenti; per la capacità distribuita, è necessaria una pianificazione nella progettazione di componenti e circuiti. Quando viene prodotto un induttore, è sempre coinvolta una capacità distribuita; questa può essere considerata una capacità parassita. Un induttore ideale avrà capacità distribuita zero; pertanto, risuonerà a una frequenza prossima all’infinito. È noto che la maggior parte degli induttori avrà una frequenza di risonanza non infinita a causa della capacità distribuita dell’avvolgimento che porta a una frequenza di risonanza misurabile.

La capacità parassita negli amplificatori a radiofrequenza (RF) può causare un basso guadagno di questi amplificatori a causa della perdita parassita. In alcuni casi, potrebbe causare l’oscillazione di questi amplificatori. Con la capacità parassita, il circuito effettivo nel mondo reale è il circuito disegnato in fase di progettazione più le capacità a terra o tra i vari punti del circuito. In alcuni casi, la soluzione consiste semplicemente nel ridurre la capacità concentrata per una determinata posizione del circuito. Per altri casi, la soluzione potrebbe essere quella di aumentare un’induttanza per mantenere una certa banda passante di frequenza.

Ci sono casi in cui le caratteristiche del componente elettronico possono compensare la capacità parassita. Ad esempio, l’uscita RF ridotta a causa di una capacità parassita può essere aumentata utilizzando un transistor a guadagno più elevato. In alcuni casi, gli strani effetti della capacità parassita possono essere compensati aggiungendo stadi circuitali.

Un elemento parassita può esistere a causa della vicinanza dei conduttori o delle lunghezze di tracce, fili o conduttori dei componenti. L’approccio comune per ridurre la possibilità di scoprire un elemento parassita consiste nell’accorciare i conduttori e ridurre l’area superficiale nei componenti e le tracce sui circuiti stampati (PCB). Sulla base delle pratiche menzionate per evitare effetti parassiti eccessivi, la miniaturizzazione dei componenti e delle tracce di PCB è diventata una pratica standard.

Nei circuiti di commutazione digitali, il tempo di salita e di discesa del segnale digitale influisce notevolmente sulle velocità massime ottenibili. La capacità parassita sugli ingressi e sulle uscite dei dispositivi digitali aumenta i tempi di salita e discesa. Un’alternativa consiste nell’utilizzare dispositivi di uscita in grado di iniettare correnti più elevate per compensare le capacità parassite. Sfortunatamente, questo approccio aumenta il consumo di corrente continua (CC). Questo spiega perché i circuiti digitali ad altissima velocità di solito richiedono enormi quantità di correnti CC.