Cos'è un condensatore commutato?
Un condensatore a commutazione è un componente elettronico o, più correttamente, un circuito o un modulo elettronico in genere costituito da un condensatore e due interruttori utilizzati per simulare altri componenti in un circuito integrato (IC). Il resistore è uno dei componenti più comunemente simulati; I resistori tendono ad essere troppo grandi e inaccurati per incorporare nei micro distintivi. Il modulo di condensatore a commutazione viene comunemente utilizzato nelle applicazioni di filtraggio del segnale temporale e di frequenza vocale discreti. Queste funzioni sono rese possibili dalle caratteristiche uniche dei circuiti in cui le cariche elettriche vengono alternativamente spostate dentro e fuori dai condensatori.
La capacità dei circuiti dei condensatori commutati di simulare una resistenza in qualsiasi applicazione è stata estremamente fortuita per l'industria elettronica come ha permesso per la produzione di circuiti integrati più complessi in pacchetti più piccoli. I resistori convenzionali sono particolarmente problematici nell'arena IC a causa della loro dimensione fisica e del DIferenze nei valori resistivi riscontrati nelle diverse corse di produzione. Gli interruttori a semiconduttore di condensatore e ossido di metallo (MOS) utilizzati in un modulo di condensatore a commutazione sono, d'altra parte, estremamente compatti e molto stabili per quanto riguarda i loro valori e tolleranze.
Queste caratteristiche creano circuiti interni estremamente compatti e accurati per microprocessori e circuiti integrati. Un altro dei vantaggi del circuito dei condensatori a commutazione è il fatto che l'uso di questi moduli, al contrario dei resistori convenzionali, consente ai progettisti di circuiti di incorporare un grado di accordatura in frequenza nelle applicazioni di filtro attivo. Questa messa a punto si ottiene variando la frequenza dell'orologio o il tempo di commutazione del circuito.
Il valore effettivo delle caratteristiche di risparmio spaziale del modulo condensatore commutato può essere visto quando si considera che una resistenza di 1 MΩ può essere simulata con un piccolo Capac da 10 pfItor è passato a una frequenza di clock di 100 kHz. Se in questa applicazione dovesse essere utilizzata una resistenza normale, il circuito completo sarebbe più volte la dimensione di quello che impiega il modulo di condensatore. Un filtro condensatore a commutazione a basso passaggio con una valutazione da 100 Hz, ad esempio, richiederà una resistenza di 16 MΩ che sarebbe chiaramente impossibile da ottenere usando una resistenza normale.
I progressi nella tecnologia di IC analogico programmabile osservati negli ultimi dieci anni non sarebbero stati possibili senza i benefici ottenuti dall'uso di moduli di condensatore a commutazione. I notevoli miglioramenti nel campo del filtro multi-poli e della tecnologia del convertitore da analogico a digitale non sarebbero stati possibili, considerando la natura fisica di massa fisica, non lineare e incoerente dei resistori convenzionali. Questi punti rendono il condensatore commutato uno dei progressi elettronici più significativi dall'introduzione del transistor.