抵抗器の寄生インダクタンス

インピーダンス測定

Source  「Parasitic Inductance Resistor Selection Guide」 の日本語要約(by Chappy)です。


要約(日本語)

この資料は、抵抗の寄生成分としてのパラジティックインダクタンス(寄生インダクタンス) と、抵抗選定における注意点を解説した技術ガイドです。


1. パラジティックインダクタンス(寄生インダクタンス)とは

  • 部品や配線の物理構造により意図せず発生するインダクタンス
  • 電力損失、電圧降下、振動(発振)、高周波での信号劣化などを引き起こす。
  • リード長、配線長、レイアウト、部品配置、リターンパス等が影響する。

2. ESL(等価直列インダクタンス)との違い

  • ESL:部品のモデルとして意図的・設計上含まれるインダクタンス。
  • 寄生インダクタンス:設計にない要素がレイアウト・構造によって生まれる。
  • 抵抗にはESLは通常指定されないが、寄生インダクタンスは存在する

3. 寄生インダクタンスが電気回路へ与える影響

  • 電流検出ミス
  • 電圧降下
  • 他回路との干渉
  • 高周波でのインピーダンス上昇
    特に低抵抗の電流検出抵抗では影響が大きい

4. 測定方法はアプリケーションに依存

測定には以下が使われることがある:

  • TDR(Time Domain Reflectometry)
  • VNA(ベクトルネットワークアナライザ)
  • 4端子測定・ケルビン接続
    用途に応じて測定手法は変わり、一律ではない。

5. 抵抗および基板フットプリントの寄生インダクタンス要因

抵抗側

  • リードの長さ・構造
  • 内部パターンの形状

フットプリント側(基板)

  • パッド形状、配線長・幅
  • 他導体との距離
  • グラウンドやリターンパスの設計
    → 高周波では基板起因のインダクタンスも無視できない。

6. 寄生インダクタンスを抑える抵抗の選定ガイド

推奨:SMD(チップ抵抗)

  • リードが短く、ループ面積が小さいため低インダクタンス。

推奨抵抗の種類

  • 薄膜抵抗(Thin Film Resistor)
    → 厚膜や炭素皮膜より低インダクタンス
  • 電流検出抵抗(Current Sense Resistor)
    特に4端子(Kelvin)タイプはリードの影響が小さく、高精度。

2端子 vs 4端子

  • 2端子:電流と電圧のパスが同じ → リードの影響が大きい
  • 4端子:電流と電圧パスが独立 → インダクタンスおよび誤差が小さい

7. 金属箔・金属板タイプが有力な選択肢

TFTの金属プレート/ストリップ/フォイル抵抗の特徴:

  • 低インダクタンス設計(蛇行パターン等)
  • 広帯域で安定
  • 高電力対応
  • 温度安定性が良い

高周波・大電流の用途では特に有効。


結論

寄生インダクタンスは、抵抗そのものだけでなく基板レイアウト全体が影響するため、
以下が重要になる:

  1. 小型SMD抵抗の選択
  2. 薄膜抵抗、4端子電流検出抵抗の使用
  3. 配線長・ループ面積の最小化
  4. 適切なグラウンドとリターンパス設計

Thin Film Technology(TFT)は低インダクタンス抵抗やシミュレーションで設計支援を提供可能である。


必要でしたら、

  • もっと短い100字要約
  • 用途別の選定ポイント一覧
  • 図入りでの説明
    なども作成します。

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