【完全図解】寄生インダクタンスとは？｜なぜ配線が長いとリンギングとサージが増えるのか

「部品は合っているのに、なぜか動かない」「試作機だけ波形が荒れる」──こういうとき、犯人になりやすいのが回路図に描かれていないインダクタンスです。

初心者のうちは、インダクタンスと聞くとコイルを思い浮かべますよね。でも実際は、ただの配線や基板パターンにもインダクタンスがあります。

結論を先に言います。寄生インダクタンスとは、配線や部品の足、電流ループが勝手に持ってしまう「見えないコイル成分」です。これがあるせいで、スイッチング時にリンギングやサージが発生します。

寄生インダクタンスとは何か

回路図に描かれていない「見えないコイル」です

たとえば、MOSFETとコンデンサをつなぐ配線、ゲートドライバからゲートまでのパターン、GNDへ戻る経路。これらは全部、見た目はただの線ですが、電流の変化を邪魔する性質を持っています。

つまり、コイルを置いていなくても、基板そのものが小さなコイルの集まりになっているわけです。これがパワエレや高速デジタル回路で厄介になります。

なぜただの配線にインダクタンスが生まれるのか

キーワードは「電流の変化を嫌う性質」です

インダクタンスをひとことで言うと、電流の変化にブレーキをかける性質です。

ホースで水を流しているとき、急に蛇口を閉めると「ドンッ」と圧力が跳ねることがありますよね。電気でも同じで、流れていた電流を急に止めようとすると、配線は「そんな急に変えるな」と反発します。

その反発の強さが、配線やループに潜んでいる寄生インダクタンスです。

なぜ配線が長いとサージが増えるのか

答えは L × di/dt です

この式の意味はシンプルです。Lが大きいほど、そして電流変化 di/dt が急なほど、発生する電圧Vは大きくなります。

つまり、配線が長くて寄生インダクタンスLが増えたところに、MOSFETの高速スイッチングのような急激な電流変化が加わると、サージ電圧が跳ね上がります。

たった数nH〜十数nHでも、高速スイッチングでは数Vの余計な電圧が簡単に乗ります。だから「たかが数cmの配線」が無視できないのです。

リンギングとサージはどう違うのか

どちらも原因は寄生成分。でも見え方が違います

サージは「ドンッと跳ねる現象」、リンギングは「ブルブル震える現象」と考えるとわかりやすいです。

ただし、どちらも根っこは同じです。配線や部品配置が生んだ寄生インダクタンスが、急激なスイッチングと組み合わさって問題になります。

だから対策も共通しています。配線を短くする、ループを小さくする、必要なら減衰や吸収の部品を入れる。この順で考えるのが基本です。

寄生インダクタンスはどこで問題になるのか

特に危ないのは「大電流ループ」「ゲートループ」「GND帰路」です

では、基板で何をすればいいのか

答えはシンプルです。「短く・太く・ループを小さく」

寄生インダクタンスはゼロにはできません。だからこそ、「どこに大電流が流れるか」「どこで急変するか」を見つけて、そこだけでも徹底的に短くするのが実務です。

最初から完璧なEMC設計を目指すより、まずは危ないループを見つける目を持つことが大切です。

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寄生インダクタンスの次は「リンギング対策」の実務です

寄生インダクタンスの存在がわかったら、次は「じゃあどう抑えるのか」に進みます。

特にゲート配線は、寄生Lと容量が組み合わさってLC共振を起こしやすく、リンギングの温床になります。

素子が壊れそうなら、次はサージ対策です

寄生インダクタンスは「保護回路が必要になる理由」そのものです

主回路配線の寄生インダクタンスは、スイッチOFF時のサージ電圧を生みます。ここで必要になるのが、スナバ回路やTVSなどの保護手段です。

まとめ｜寄生インダクタンスは「配線の長さ」と「ループ面積」で育ちます

今日の結論を3行で整理します

回路図だけ見ていると、寄生インダクタンスは存在しないように見えます。でも現実の基板では、むしろこちらのほうが支配的になる場面が少なくありません。

だからこそ、壊れた後にスナバを足す前に、まず「どのループが長いのか」を見る癖をつけると設計が一段伸びます。

次は、GND・ゲート配線・スナバのどれか一つを深掘りすると、寄生インダクタンスの理解が実務に直結します。