バイパスコンデンサの役割とその考え方、使い方

　トランジスタやICを使った電子機器の回路図を見ていると、電源回路のあちこちに電源とアース間にコンデンサが接続されていることがあります。同じようなコンデンサがこんなにも沢山必要なのかと思ったことはありませんか。

　これらのコンデンサは正式にはバイパスコンデンサと言い、通称パスコンと言っています。

バイパスコンデンサの役割(働き)

　電子回路の電源はインピーダンスが零(ゼロ)だという暗黙の了解のもとに使用されています。しかし、プリント基板の電源ラインの箔が長かったり、細かったり、曲がっていたりしていて、そのインピーダンス(交流的に見た抵抗分)が大きくなっていることがあります。

　そうすると電子回路は期待した動作をしないで、発振したり、信号にノイズが乗ったり、動作が不安定になったりすることがあります。このようにバイパスコンデンサは電源の不要な信号やノイズをバイパスして取り除く役目をしています。

バイパスコンデンサから必要な電源を供給していると考える

　低周波回路では電源回路からの配線が長い場合、高周波回路では電源ラインがあまり長くなくても、配線のインピーダンスが高くなることがあります。配線には直流抵抗が必ずありますし、交流では配線がコイルのような動作をして、交流抵抗(インピーダンス)を持つと考えてください。

　各回路にバイパスコンデンサがあると、回路に必要な電流はこのコンデンサから供給していると考えるのが妥当であり、実際もこのコンデンサから供給されています。

　バイパスコンデンサは回路毎に1個以上を使います。回路で使う大電流は電解コンデンサ等の大容量のコンデンサから供給して、高周波成分は高周波特性の良いセラミックコンデンサから供給していると考えたらよいと思います。

　高周波回路ではひとつの回路に何個ものセラミックコンデンサや貫通型のバイパスコンデンサを使うのが一般的です。そして電源ラインとアースラインは可能な限りプリント箔の幅と面積を大きくするのがミソです。

バイパスコンデンサで電源とアース間をショートすると考える

　もうひとつの考え方は、電源に乗った不要な信号成分や他の回路の不要なノイズをアース間に入れたコンデンサで除去するというものです。結局は前記と同じ基準でバイパスコンデンサを使うと、このノイズ除去も自然にできるのが普通です。

　低周波成分は大容量のコンデンサで、高周波成分はセラミックコンデンサや貫通コンデンサで、電源とアース間のインピーダンスを下げてノイズ成分を除去することができます。電源とアース間をコンデンサで交流的にショートすると考えたら良いと思います。