परजीवी धारिता

परजीवी [[स्वयं समाई]] एक अपरिहार्य और आमतौर पर अवांछित कैपेसिटेंस है जो इलेक्ट्रॉनिक घटक या बिजली का आवेश के हिस्सों के बीच केवल एक-दूसरे से निकटता के कारण मौजूद होता है। जब अलग-अलग वोल्टेज पर दो विद्युत कंडक्टर एक-दूसरे के करीब होते हैं, तो उनके बीच का विद्युत क्षेत्र उन पर विद्युत आवेश जमा होने का कारण बनता है; यह प्रभाव धारिता है.

सभी व्यावहारिक सर्किट तत्वों जैसे इंडक्टर्स, डायोड और ट्रांजिस्टर में आंतरिक क्षमता होती है, जिसके कारण उनका व्यवहार आदर्श सर्किट तत्वों से भिन्न हो सकता है। इसके अतिरिक्त, किन्हीं दो चालकों के बीच हमेशा कुछ धारिता होती है; यह निकट दूरी वाले कंडक्टरों, जैसे तारों या [[विद्युत सर्किट बोर्ड]] के निशानों के साथ महत्वपूर्ण हो सकता है। प्रारंभ करनेवाला या अन्य घाव घटक के घुमावों के बीच परजीवी समाई को अक्सर स्व-समाई के रूप में वर्णित किया जाता है। हालाँकि, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स में, स्व-समाई शब्द अधिक सही ढंग से एक अलग घटना को संदर्भित करता है: किसी अन्य वस्तु के संदर्भ के बिना एक प्रवाहकीय वस्तु की धारिता।

उच्च-आवृत्ति सर्किट में परजीवी कैपेसिटेंस एक महत्वपूर्ण समस्या है और अक्सर इलेक्ट्रॉनिक घटकों और सर्किट की ऑपरेटिंग आवृत्ति और बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) को सीमित करने वाला कारक है।

विवरण

जब अलग-अलग क्षमता वाले दो कंडक्टर एक-दूसरे के करीब होते हैं, तो वे एक-दूसरे के विद्युत क्षेत्र से प्रभावित होते हैं और एक संधारित्र की तरह विपरीत विद्युत आवेश जमा करते हैं। कंडक्टरों के बीच संभावित v को बदलने के लिए उन्हें चार्ज या डिस्चार्ज करने के लिए कंडक्टरों में या बाहर करंट i की आवश्यकता होती है।

$i=C{\frac {dV}{dt}}\,$

जहाँ C चालकों के बीच की धारिता है। उदाहरण के लिए, एक प्रारंभ करनेवाला अक्सर ऐसे कार्य करता है मानो इसमें एक समानांतर संधारित्र शामिल हो, क्योंकि इसकी समापन काफी दूरी पर होती है। जब कुंडली के आर-पार संभावित अंतर मौजूद होता है, तो एक-दूसरे से सटे तार अलग-अलग क्षमता पर होते हैं। वे कैपेसिटर की प्लेटों की तरह काम करते हैं, और इलेक्ट्रिक चार्ज जमा करते हैं। कॉइल में वोल्टेज में किसी भी बदलाव के लिए इन छोटे 'कैपेसिटर' को चार्ज और डिस्चार्ज करने के लिए अतिरिक्त विद्युत प्रवाह की आवश्यकता होती है। जब वोल्टेज केवल धीरे-धीरे बदलता है, जैसा कि कम-आवृत्ति सर्किट में होता है, तो अतिरिक्त करंट आमतौर पर नगण्य होता है, लेकिन जब वोल्टेज तेजी से बदलता है तो अतिरिक्त करंट बड़ा होता है और सर्किट के संचालन को प्रभावित कर सकता है।

उच्च आवृत्तियों के लिए कॉइल्स अक्सर परजीवी समाई को कम करने के लिए टोकरी घुमावदार |बास्केट-वाइंड होते हैं।

प्रभाव

कम आवृत्ति पर परजीवी समाई को आमतौर पर नजरअंदाज किया जा सकता है, लेकिन उच्च आवृत्ति सर्किट में यह एक बड़ी समस्या हो सकती है। विस्तारित आवृत्ति प्रतिक्रिया वाले एम्पलीफायर सर्किट में, आउटपुट और इनपुट के बीच परजीवी कैपेसिटेंस फीडबैक पथ के रूप में कार्य कर सकता है, जिससे सर्किट उच्च आवृत्ति पर दोलन कर सकता है। इन अवांछित दोलनों को परजीवी दोलन कहा जाता है।

उच्च आवृत्ति एम्पलीफायरों में, परजीवी समाई परजीवी तत्व (विद्युत नेटवर्क) के साथ संयोजन कर सकती है जैसे घटक गुंजयमान सर्किट बनाते हैं, जिससे परजीवी दोलन भी होते हैं। सभी प्रेरकों में, परजीवी समाई प्रेरक को स्व-प्रतिध्वनि बनाने के लिए कुछ उच्च आवृत्ति पर प्रेरकत्व के साथ प्रतिध्वनित होगी; इसे स्व-प्रतिध्वनि आवृत्ति कहा जाता है। इस आवृत्ति के ऊपर, प्रारंभ करनेवाला में वास्तव में कैपेसिटिव रिएक्शन होता है।

ऑप एम्प के आउटपुट से जुड़े लोड सर्किट की कैपेसिटेंस उनकी बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) को कम कर सकती है। उच्च-आवृत्ति सर्किट को विशेष डिजाइन तकनीकों की आवश्यकता होती है जैसे कि तारों और घटकों, गार्ड रिंग, समतल ज़मीन , बिजली विमान , इनपुट और आउटपुट के बीच विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण, लाइनों की विद्युत समाप्ति, और अवांछित कैपेसिटेंस के प्रभाव को कम करने के लिए स्ट्रिपलाइन का सावधानीपूर्वक पृथक्करण।

निकट दूरी वाले केबलों और बस (कंप्यूटिंग) में, परजीवी कैपेसिटिव कपलिंग क्रॉसस्टॉक का कारण बन सकती है, जिसका अर्थ है कि एक सर्किट से सिग्नल दूसरे में प्रवाहित होता है, जिससे हस्तक्षेप और अविश्वसनीय संचालन होता है।

इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन स्वचालन कंप्यूटर प्रोग्राम, जिनका उपयोग वाणिज्यिक मुद्रित सर्किट बोर्डों को डिज़ाइन करने के लिए किया जाता है, दोनों घटकों और सर्किट बोर्ड निशानों के परजीवी समाई और अन्य परजीवी प्रभावों की गणना कर सकते हैं, और उन्हें सर्किट ऑपरेशन के सिमुलेशन में शामिल कर सकते हैं। इसे परजीवी निष्कर्षण कहा जाता है।

मिलर धारिता

Main article: Miller effect

इनवर्टिंग एम्प्लीफाइंग उपकरणों के इनपुट और आउटपुट इलेक्ट्रोड के बीच परजीवी कैपेसिटेंस, जैसे कि ट्रांजिस्टर के आधार और कलेक्टर के बीच, विशेष रूप से परेशानी भरा होता है क्योंकि यह डिवाइस के लाभ (इलेक्ट्रॉनिक्स) से गुणा हो जाता है। यह मिलर धारिता (पहली बार जॉन मिल्टन मिलर, 1920 द्वारा वेक्यूम - ट्यूब ों में नोट किया गया) ट्रांजिस्टर और वैक्यूम ट्यूब जैसे सक्रिय उपकरणों के उच्च आवृत्ति प्रदर्शन को सीमित करने वाला प्रमुख कारक है। 1920 के दशक में नियंत्रण ग्रिड और प्लेट इलेक्ट्रोड के बीच परजीवी समाई को कम करने के लिए स्क्रीन ग्रिड को ट्रायोड वैक्यूम ट्यूब में जोड़ा गया था, जिससे टेट्रोड का निर्माण हुआ, जिसके परिणामस्वरूप ऑपरेटिंग आवृत्ति में काफी वृद्धि हुई।

एक एम्पलीफायर के इनपुट और आउटपुट के बीच परजीवी समाई Z = C का प्रभाव

दाएँ, आरेख दर्शाता है कि मिलर धारिता कैसे उत्पन्न होती है। मान लीजिए कि दिखाया गया एम्पलीफायर ए के वोल्टेज लाभ के साथ एक आदर्श इनवर्टिंग एम्पलीफायर है, और जेड = सी इसके इनपुट और आउटपुट के बीच एक कैपेसिटेंस है। एम्पलीफायर का आउटपुट वोल्टेज है

$v_{\text{o}}=-Av_{\text{i}}\,$

यह मानते हुए कि एम्पलीफायर में उच्च इनपुट प्रतिबाधा है, इसलिए इसका इनपुट करंट नगण्य है, इनपुट टर्मिनल में करंट है

$i_{\text{i}}=C{d \over dt}(v_{\text{i}}-v_{\text{o}})\,$

$i_{\text{i}}=C{d \over dt}(v_{\text{i}}+Av_{\text{i}})\,$

$i_{\text{i}}=C(1+A){dv_{\text{i}} \over dt}\,$

तो एम्पलीफायर के इनपुट पर कैपेसिटेंस है

$C_{\text{M}}=C(1+A)\,$

इनपुट कैपेसिटेंस को एम्पलीफायर के लाभ से गुणा किया जाता है। यह मिलर धारिता है. यदि इनपुट सर्किट में आर की जमीन पर प्रतिबाधा है_i, तो (कोई अन्य एम्पलीफायर ध्रुव नहीं मानते हुए) एम्पलीफायर का आउटपुट है

$V_{\text{o}}={\frac {A}{1+j\omega R_{\text{i}}C_{\text{M}}}}V_{\text{i}}\,$

एम्पलीफायर की बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) उच्च आवृत्ति रोल-ऑफ द्वारा सीमित है

$f={1 \over 2\pi R_{\text{i}}C_{\text{M}}}={1 \over 2\pi R_{\text{i}}C(1+A)}\,$

तो बैंडविड्थ कारक (1 + ए) से कम हो जाता है, डिवाइस का लगभग वोल्टेज लाभ। आधुनिक ट्रांजिस्टर का वोल्टेज लाभ 10 - 100 या इससे भी अधिक हो सकता है, इसलिए यह एक महत्वपूर्ण सीमा है।

यह भी देखें

• परजीवी तत्व (विद्युत नेटवर्क)
• डिकूपलिंग संधारित्र