Mis on lülitatud kondensaator?

Lülitatud kondensaator on elektrooniline komponent või õigemini elektrooniline ahel või moodul, mis koosneb tavaliselt kondensaatorist ja kahest lülitist, mida kasutatakse integraallülituse (IC) muude komponentide simuleerimiseks. Takisti on üks kõige sagedamini simuleeritavatest komponentidest; takistid kipuvad olema liiga suured ja ebatäpsed, et neid mikrosuuruses IC-desse lisada. Lülitatud kondensaatorimoodulit kasutatakse tavaliselt diskreetse aja signaalitöötluse ja kõnesageduse filtreerimise rakendustes. Need funktsioonid on võimalikud tänu ahelate ainulaadsetele omadustele, kus elektrilaenguid liigutatakse vaheldumisi kondensaatoritesse ja sealt välja.

Lülitatud kondensaatoriahelate võime simuleerida takistust mis tahes rakenduses on olnud elektroonikatööstuse jaoks äärmiselt juhuslik, kuna see on võimaldanud toota keerukamaid integraallülitusi väiksemates pakendites. Tavalised takistid on IC-areenil eriti problemaatilised nende füüsilise suuruse ja takistuste väärtuste erinevuste tõttu erinevatel tootmistsüklitel. Lülitatud kondensaatorimoodulis kasutatavad kondensaator- ja metalloksiidpooljuhtlülitid (MOS) on seevastu äärmiselt kompaktsed ja oma väärtuste ja tolerantside poolest väga stabiilsed.

Need omadused muudavad mikroprotsessorite ja integraallülituste jaoks äärmiselt kompaktsed ja täpsed sisemised vooluringid. Veel üks lülitatud kondensaatoriahela eelistest on asjaolu, et nende moodulite kasutamine, erinevalt tavalistest takistitest, võimaldab vooluahela kujundajatel kaasata aktiivsetesse filtrirakendustesse teatud sageduse häälestamise. See häälestus saavutatakse ahela taktsageduse või lülitustempo muutmisega.

Lülitatud kondensaatorimooduli ruumisäästuomaduste tegelik väärtus on näha, kui arvestada, et 1 MΩ takistust saab simuleerida väikese 10 pF kondensaatoriga, mis on lülitatud 100 kHz taktsagedusega. Kui selles rakenduses kasutataks tavalist takistit, oleks kogu vooluahel mitu korda suurem kui kondensaatormoodulit kasutav ahel. Näiteks 100 Hz nimisagedusega madalpääs-kondensaatorfiltri jaoks on vaja 16 MΩ takistust, mida tavalise takistiga on ilmselgelt võimatu saavutada.

Viimasel kümnendil täheldatud programmeeritava analoog-IC tehnoloogia edusammud poleks olnud võimalikud ilma kommuteeritud kondensaatorimoodulite kasutamise eelisteta. Märkimisväärsed täiustused mitmepooluseliste filtrite ja analoog-digitaalmuundurite tehnoloogia vallas poleks samuti olnud võimalikud, arvestades tavaliste takistite füüsilist massilist, mittelineaarset ja ebajärjekindlat olemust. Need punktid muudavad lülitatud kondensaatori üheks olulisemaks elektroonilise komponendi edusammudeks pärast transistori kasutuselevõttu.