无源元件并非真的“无源”：第1部分——电容

晶体管、集成电路等有源器件利用来自电源的能量对信号进行转换，而电阻、电容、电感以及连接器等无源元件则不消耗电能——或许是我们的假设。由于无源元件均具有寄生参数，它们实际上会以不可预知的方式改变信号。本文分为3部分，这里为第1部分，讨论寄生电容的影响。

　　引言

　　有源元件和无源元件——在工程设计领域真的是非白即黑吗？

　　晶体管和集成电路由于利用来自电源的能量改变信号，所以被认为是有源元件。基于这个依据，我们将电容、电阻、电感、连接器，甚至是印刷电路板（PCB）称为无源元件，因为它们看起来不耗电。然而，由于无源元件均具有寄生参数，它们实际上也会以不可预知的方式改变信号。所以，许多所谓的无源元件并非真的“无源”。本文分为3部分，这里为第1部分，专注于讨论电容的有源特性。

　　并非完全无源的电容

　　无源可定义为惰性和/或不活跃，但无源电子元件会以不可预知的方式成为有源电路的一部分。所以，纯容性电容实际上是不存在的。所有电容在本质上都存在一定的寄生成分（图1）。

　　

　　图1. 电容（C）及其最大的寄生元件。

　　我们进一步观察图1所示寄生元件。标有“C”的电容是我们的考察对象，其它所有元件则是不希望存在的寄生元件1。并联电阻RL引起泄漏，从而改变有源电路的偏置电压、滤波器的Q因子，并影响采样-保持电路的保持能力2。等效串联电阻（ESR）则会降低电容抑制纹波和通过高频信号的能力，因为等效串联电感（ESL）形成谐振电路（即自谐电路）。这意味着，在自谐频率以上时，电容呈现为电感，不再具备电源与地之间的高频噪声去耦作用。电容介质可能是压电介质，增加振动产生的噪声 （AC），就好像电容C内部嵌入了电池（未绘出）。冷焊应力造成的压电效应可以改变电容值。压电电解电容也具有等效的串联寄生二极管（未绘出），这些二极管会对高频信号进行整流，改变偏置或增大信号失真。

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