Kaj je preklopni kondenzator?

Preklopni kondenzator je elektronska komponenta ali, bolj pravilno, elektronsko vezje ali modul, ki je običajno sestavljen iz kondenzatorja in dveh stikal, ki se uporabljata za simulacijo drugih komponent v integriranem vezju (IC). Upor je ena izmed najpogosteje simuliranih komponent; Upori so ponavadi preveliki in nenatančni, da bi jih lahko vključili v mikro IC. Modul s preklopnim kondenzatorjem se običajno uporablja v aplikacijah za obdelavo signalov diskretnega časa in filtriranje glasovnih frekvenc. Te funkcije omogočajo edinstvene značilnosti vezij, kjer se električni naboji izmenično premikajo v kondenzatorje in iz njih.

Sposobnost preklopnih kondenzatorskih vezij, da simulirajo upor v kateri koli aplikaciji, je bila izjemno naključna za elektronsko industrijo, saj je omogočila proizvodnjo kompleksnejših integriranih vezij v manjših paketih. Običajni upori so še posebej problematični v IC areni zaradi svoje fizične velikosti in razlik v vrednostih upora, ki se pojavljajo pri različnih proizvodnih serijah. Kondenzatorska in kovinsko-oksidna polprevodniška (MOS) stikala, ki se uporabljajo v preklopnem kondenzatorskem modulu, so po drugi strani izjemno kompaktna in zelo stabilna glede na svoje vrednosti in tolerance.

Te lastnosti omogočajo izjemno kompaktna in natančna notranja vezja za mikroprocesorje in integrirana vezja. Druga prednost preklopnega kondenzatorskega vezja je dejstvo, da uporaba teh modulov v nasprotju z običajnimi upori omogoča oblikovalcem vezij, da vključijo stopnjo frekvenčnega uglaševanja v aplikacijah aktivnih filtrov. To uglaševanje se doseže s spreminjanjem frekvence ure ali preklopnega tempa vezja.

Dejansko vrednost prostorskih značilnosti preklopnega kondenzatorskega modula je mogoče videti, če upoštevamo, da je mogoče upor 1 MΩ simulirati z majhnim kondenzatorjem 10 pF, ki se preklopi pri taktu 100 kHz. Če bi v tej aplikaciji uporabili običajen upor, bi bilo celotno vezje velikokrat večje od tistega, ki uporablja kondenzatorski modul. Na primer, nizkopasovni preklopni kondenzatorski filter z nazivno frekvenco 100 Hz bo zahteval upor 16 MΩ, kar bi bilo očitno nemogoče doseči z običajnim uporom.

Napredek pri programirljivi analogni tehnologiji IC, ki smo ga opazili v zadnjem desetletju, ne bi bil mogoč brez koristi, pridobljenih z uporabo preklopnih kondenzatorskih modulov. Tudi znatne izboljšave na področju tehnologije večpolnih filtrov in analogno-digitalnih pretvornikov ne bi bile možne glede na fizično maso, nelinearnost in nedoslednost običajnih uporov. Zaradi teh točk je preklopni kondenzator eden najpomembnejših napredkov elektronskih komponent od uvedbe tranzistorja.