電気のノイズとは簡単にいうと？

目的の信号や電源以外の、いらない電圧や電流の変化です。その回路にとって欲しくない電気のことです。

ノイズの原因は？

電流や電圧の急な変化です。配線のインダクタンス、磁界による結合、浮遊容量を通してノイズが生まれます。

伝導ノイズと放射ノイズの違いは？

伝導ノイズは電線を通って、放射ノイズは空間を電磁波として飛んで伝わります。規格で見る周波数もちがいます。

EMIとEMSの違いは？

EMIは機器が出すノイズ（加害者）、EMSは外からのノイズに耐える力（被害者）です。両方を満たすとEMCです。

ノイズ対策でいちばん効くのは？

発生源で抑えることです。電流ループを小さくし、切りかえの速さを調整すれば、あとの対策が少なくてすみます。

なぜスイッチング電源はノイズが多い？

高い電圧と大きな電流を速く切りかえるので、dI/dtとdV/dtが大きくなり、3つの仕組みのすべてが強く働くからです。

ノイズとは？電気回路のノイズの意味と発生の仕組み・対策の考え方を図解｜計算ツール付き

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「ノイズ」の意味は分野で少しずつ違う

分野	ノイズの意味	例
ふだんの言葉（英語 noise）	雑音・騒音。聞きたい音以外のじゃまな音	工事の音、電話の声
映像・画像	画面のざらつきやちらつき	暗い場所で撮った写真の粒
データ・統計	本当に知りたい傾向以外のばらつき	測定値のゆらぎ
電気回路（この記事）	目的の信号や電源以外の、いらない電圧・電流の変化	電源のリプル、切りかえのスパイク

どの分野でも「欲しいもの（信号）」と「じゃまなもの（ノイズ）」の関係で決まります。電気信号とは、電圧や電流の変化で情報を伝えるもので、その信号にとってじゃまな変化がノイズです。EMI（出すノイズ）とEMS（耐える力）の違いは、下の「ノイズの伝わり方」の節で表にしています。

ノイズとは？「欲しくない電気」のこと

5Vの直流電源をオシロスコープで見ると、まっすぐなはずの線にギザギザ（リプル）や、鋭いトゲ（スパイク）が乗っています。これがノイズです。

静かなカフェで本を読んでいるとき、隣の人の電話や外の工事の音は「ノイズ」です。でも電話をかけている本人にとって、その声は大事な「信号」です。電気のノイズも同じで、ある回路にとっての信号が、別の回路にとってはノイズになります。ノイズは特別な物質ではなく、「その回路にとっていらない変化」という関係の名前です。

見え方	中身	主な原因
リプル	スイッチングの周期でくり返す小さな波	電源の平滑が足りない
スパイク・リンギング	切りかえの瞬間の鋭いトゲと、そのあとの揺れ	配線のインダクタンスと急な電流の変化
外から来るノイズ	静電気・雷サージ・ほかの機器の電磁波	ケーブルや空間から入る
ランダムなノイズ	部品の中で生まれる小さなゆらぎ（熱雑音など）	抵抗や半導体そのもの。微小な信号を測るときに効く

この記事では、パワエレや基板設計でいちばん問題になる、電流や電圧の急な変化から生まれるノイズを中心に説明します。

パワエレ回路のノイズの多くは、MOSFET がオン・オフするときの電圧と電流の急な変化から生まれます。

ノイズが生まれる3つの仕組み

3つに共通するのは「急な変化」です。電流の変化の速さdI/dtと、電圧の変化の速さdV/dtが大きいほど、ノイズは大きくなります。

仕組み	何が起きる	式	対策の向き
① 配線のインダクタンス	電流が急に変わると、配線の小さなコイル成分に電圧が出る	V ＝ L × dI/dt	配線を短く（L↓）、切りかえをゆるやかに
② 磁界による結合（相互誘導）	電流の変化でできる磁界が、近くの配線のループに電圧を生む	V ＝ M × dI/dt	ループの面積を小さく、配線を離す
③ 電界による結合（浮遊容量）	電圧が急に変わると、配線どうしの小さな容量を通して電流が流れこむ	I ＝ C × dV/dt	配線を離す（C↓）、GNDでへだてる

ノイズの大きさの計算ツール

入力すると、その場で計算し直します。入力した数字は画面の中で計算するだけで、どこにも送信されません。

10nHは、基板の配線ならおよそ1cmほどです。そこに10Aを10nsで切りかえると10Vものノイズ電圧が出ます。400Vを20nsで切りかえるスイッチの配線と、1pFだけ容量でつながった信号線には20mAが流れこみ、1kΩなら20Vにもなります。どちらも、配線の短さや距離がノイズの大きさを決めることを示しています。

ノイズの伝わり方と、EMI・EMS・EMC

ノイズは電線を通って伝わるか（伝導ノイズ）、空間を電磁波として飛ぶか（放射ノイズ）のどちらかで広がります。

種類	伝わり方	規格で見る周波数（目安）	たとえ
伝導ノイズ	電源線・信号線を通る	150kHz〜30MHz	排水管を通って隣の部屋に流れこむ汚水
放射ノイズ	空間を電磁波として飛ぶ	30MHz以上	壁ごしに聞こえる隣の部屋の大声

伝導ノイズには、行きと帰りが逆向きに流れるノーマルモード（ディファレンシャルモード）と、行きも帰りも同じ向きに流れて大地へ戻るコモンモードがあります。

この続きと一緒に読まれている記事

用語	意味	立場
EMI（エミッション）	機器がまわりに出すノイズ（電磁妨害）	加害者
EMS（イミュニティ）	まわりのノイズに耐える力（電磁感受性）	被害者
EMC	出しすぎず、耐えられる状態（電磁両立性）	共存

製品を売るためのEMCの規格（CEマーキング、VCCI、FCCなど）では、出すノイズの試験（エミッション）と、耐える試験（イミュニティ）の両方に合格する必要があります。

ノイズ対策の考え方｜発生源・経路・受ける側の3か所で止める

段階	考え方	主な手段
① 発生源で抑える	そもそも生まない（いちばん効く）	スナバ回路、ゲート抵抗で切りかえをゆるやかに、ループを小さく
② 経路で断つ	伝わる道をふさぐ	フィルタ、シールド、配線の距離とGNDの引き方
③ 受ける側で守る	入ってきても壊れない・誤動作しない	パスコン、TVSダイオード、差動信号

パワエレはノイズを生みやすい

パワエレ回路は、高い電圧・大きな電流を、速く切りかえて電力を変換します。大電流の切りかえはdI/dtを、高電圧の切りかえはdV/dtを大きくし、切りかえの回数が多いほどノイズのエネルギーが特定の周波数に集まります。効率を上げようと切りかえを速くするほどノイズが増える、というかねあいがあるので、設計の最初からノイズを考えておく必要があります。

ノイズでよくある間違い

よくある間違い	正しい考え方
ノイズは外から入ってくるもの	自分の回路の切りかえが、いちばんのノイズ源になることが多い
電圧が低いからノイズは小さい	大事なのは大きさより変化の速さ（dI/dt・dV/dt）
あとからフィルタを足せば直る	発生源で抑えるのがいちばん安くよく効く。設計の最初に考える
GNDは0Vでどこでも同じ	GNDも配線なので、電流が流れれば電圧が出てノイズの通り道になる
オシロで見えたものが全部ノイズ	プローブのGNDリードが長いと、測り方そのものがノイズを拾う