¿Qué es la capacitancia parasitaria?

La capacitancia parasitaria, en los circuitos eléctricos, es el efecto extra de los conductores que sirven como placas entre un dieléctrico, que suele ser aire. Se convierte en un problema con frecuencias más altas porque las capacitancias distribuidas muy pequeñas que existen tendrán impedancias más bajas en estas frecuencias. Este efecto se puede abordar en la etapa de diseño del circuito, donde el posicionamiento de los componentes puede disminuir los efectos hasta un punto en el que se pueda lograr un funcionamiento satisfactorio.

Los condensadores están disponibles como componentes agrupados o distribuidos. Como componentes agrupados, estos condensadores se consideran confinados a ciertos componentes; para la capacitancia distribuida, es necesario planificar el diseño de componentes y circuitos. Cuando se fabrica un inductor, siempre hay una capacitancia distribuida involucrada; esto puede considerarse una capacitancia parásita. Un inductor ideal tendrá capacitancia distribuida cero; por lo tanto, resonará a una frecuencia cercana al infinito. Es bien sabido que la mayoría de los inductores tendrán una frecuencia de resonancia no infinita debido a la capacitancia distribuida del devanado que conduce a una frecuencia de resonancia medible.

La capacitancia parasitaria en los amplificadores de radiofrecuencia (RF) puede hacer que estos amplificadores tengan baja ganancia debido a la pérdida parasitaria. En algunos casos, puede hacer que estos amplificadores oscilen. Con capacitancia parásita, el circuito real en el mundo real es el circuito dibujado en la etapa de diseño más capacitancias a tierra o entre varios puntos del circuito. En algunos casos, la solución es simplemente reducir la capacitancia concentrada para una determinada posición del circuito. Para otros casos, la solución podría ser aumentar una inductancia para mantener una determinada banda de paso de frecuencia.

Hay casos en los que las características del componente electrónico pueden compensar la capacitancia parásita. Por ejemplo, la salida de RF disminuida debido a una capacitancia parásita puede aumentarse utilizando un transistor de mayor ganancia. En algunos casos, los efectos extraños de la capacitancia parásita pueden compensarse agregando etapas del circuito.

Puede existir un elemento parásito debido a la proximidad de los conductores o la longitud de las pistas, cables o conductores de los componentes. El enfoque común para disminuir la posibilidad de descubrir un elemento parásito es acortar los conductores y disminuir el área de superficie en los componentes y las trazas en las placas de circuito impreso (PCB). Con base en las prácticas mencionadas para evitar efectos parasitarios excesivos, la miniaturización de componentes y trazas de PCB se ha convertido en una práctica estándar.

En los circuitos de conmutación digital, el tiempo de subida y bajada de la señal digital afecta en gran medida las velocidades máximas alcanzables. La capacitancia parásita en las entradas y salidas de los dispositivos digitales aumenta los tiempos de subida y bajada. Una alternativa es usar dispositivos de salida que puedan inyectar corrientes más altas para compensar las capacitancias parásitas. Desafortunadamente, este enfoque aumenta el consumo de energía de corriente continua (CC). Esto explica por qué los circuitos digitales de muy alta velocidad suelen requerir grandes cantidades de corrientes CC.