Ce este un condensator comutat?

Un condensator comutat este o componentă electronică sau, mai corect, un circuit sau modul electronic format de obicei dintr-un condensator și două comutatoare utilizate pentru a simula alte componente dintr-un circuit integrat (IC). Rezistorul este una dintre componentele cel mai frecvent simulate; Rezistoarele tind să fie mult prea mari și inexacte pentru a fi încorporate în circuite integrate de dimensiuni micro. Modulul de condensator comutat este utilizat în mod obișnuit în aplicațiile de procesare a semnalelor în timp discret și de filtrare a frecvenței vocale. Aceste funcții sunt posibile de caracteristicile unice ale circuitelor în care sarcinile electrice sunt mutate alternativ în și din condensatori.

Capacitatea circuitelor de condensatoare comutate de a simula o rezistență în orice aplicație a fost extrem de fortuită pentru industria electronică, deoarece a permis producerea de circuite integrate mai complexe în pachete mai mici. Rezistoarele convenționale sunt deosebit de problematice în arena IC datorită dimensiunii lor fizice și a diferențelor de valori rezistive întâlnite în diferitele serii de producție. Comutatoarele de condensator și semiconductor de oxid de metal (MOS) utilizate într-un modul de condensator comutat sunt, pe de altă parte, extrem de compacte și foarte stabile în ceea ce privește valorile și toleranțele lor.

Aceste caracteristici fac circuite interne extrem de compacte și precise pentru microprocesoare și circuite integrate. Un alt dintre avantajele circuitului de condensator comutat este faptul că utilizarea acestor module, spre deosebire de rezistențele convenționale, permite proiectanților de circuite să încorporeze un grad de reglare a frecvenței în aplicațiile cu filtre active. Acest acord este realizat prin variarea frecvenței ceasului sau prin schimbarea tempo-ului circuitului.

Valoarea reală a caracteristicilor de economisire a spațiului modulului de condensator comutat poate fi văzută atunci când se consideră că o rezistență de 1 MΩ poate fi simulată cu un condensator minuscul de 10 pF comutat la o frecvență de ceas de 100 kHz. Dacă s-ar folosi un rezistor normal în această aplicație, circuitul complet ar fi de multe ori mai mare decât cel care utilizează modulul condensator. Un filtru de condensator comutat trece-jos cu un rating de 100 Hz, de exemplu, va necesita o rezistență de 16 MΩ, ceea ce ar fi în mod clar imposibil de realizat folosind un rezistor normal.

Progresele în tehnologia IC analogică programabilă observate în ultimul deceniu sau cam asa ceva nu ar fi fost posibile fără beneficiile obținute din utilizarea modulelor de condensatoare comutate. Îmbunătățirile considerabile în domeniul filtrului multipolar și al tehnologiei convertor analog-digital nu ar fi fost posibile nici, având în vedere caracterul fizic voluminos, neliniar și inconsecvent al rezistențelor convenționale. Aceste puncte fac din condensatorul comutat unul dintre cele mai semnificative progrese ale componentelor electronice de la introducerea tranzistorului.