入力容量（Input Capacitance）について

質問

現在大学の研究室に所属しており、そこで半導体（主にMOSFET、DG-MOSFET）について学んでいます。論文を読んでいて、初歩的な事なのですが疑問がありましたので投稿させていただきました。

今、入力容量（Input Capacitance）について調べているのですが、どうしても意味がよく理解できません。入力容量を知ることはどんな意味があって、小さいほうがいいのか、大きいほうがいいのか、ご存知な方がいらっしゃいましたら是非教えてください！
よろしくお願いします。

回答No.1

bkbkb · ベストアンサー

簡単に言うと入力容量は小さい方が高速スイッチングに向くため、特殊な場合をのぞいて小さい方が良いですね。

入力容量が大きいということは、そこに電荷がたまるまで電界が発生しないわけで、その充電中は電流がうまく制御できませんよね。
パルスの信号を与えても出力の信号はとっても訛った形状になるわけで、信号処理は信号の劣化につながりますし、電力制御ではその過渡中に電力消費がFETで行われるので発熱と効率の低下を招きます。
更に入力容量が大きいということは、電荷が抜けるまで電界が発生しているということです。
つまり信号の下り側のも同様になまる事になります。

もっと言えば、入力容量が大きいと、パルス状の信号をゲートに与えた時に、瞬間的に充電のために大電流が流れてしまいます。
つまり、そのFETのゲートに信号を与える素子にも負担を与え、部品の選定で言えばドレイン電流が十分大きい物を選ばなければならなくなります。
パワエレ系のFETだとして、もし入力容量が5000pFで、そこに100kHzの信号を与えてみてください。
難しい事は考えずに単純にインピーダンスの計算をすると…ええと320オームぐらいですかね。ゲートの抵抗は理想的には無限大なのに、これではかなり低くなって困りませんか？

お礼

どこからが抵抗が低いというのかわからないですが、確かに理想の無限大とはかけ離れていますね・・・。

今まで回路についてはあまり勉強していなかったので、わかりやすい説明をありがとうございます！

もし（どなたでも）ご存知であれば教えていただきたいのですが、実際に入力キャパシタンスを計算的に求めようとしたら（Cin=・・・）どうなるのでしょうか？