Kas yra perjungiamas kondensatorius?

Perjungiamas kondensatorius yra elektroninis komponentas arba, tiksliau, elektroninė grandinė arba modulis, paprastai sudarytas iš kondensatoriaus ir dviejų jungiklių, naudojamų kitiems integrinio grandyno (IC) komponentams imituoti. Rezistorius yra vienas iš dažniausiai imituojamų komponentų; rezistoriai paprastai būna per dideli ir netikslūs, kad juos būtų galima įtraukti į mikro dydžio IC. Perjungiamas kondensatoriaus modulis dažniausiai naudojamas diskretiško laiko signalo apdorojimo ir balso dažnio filtravimo programose. Šios funkcijos įmanomos dėl unikalių grandinių charakteristikų, kuriose elektros krūviai pakaitomis perkeliami į kondensatorius ir iš jo.

Perjungiamų kondensatorių grandinių gebėjimas imituoti varžą bet kuriuo atveju buvo labai atsitiktinis elektronikos pramonei, nes tai leido gaminti sudėtingesnes integruotas grandines mažesnėse pakuotėse. Įprasti rezistoriai yra ypač problemiški IC arenoje dėl jų fizinio dydžio ir varžų verčių skirtumų, atsirandančių skirtinguose gamybos etapuose. Kita vertus, kondensatoriaus ir metalo oksido puslaidininkių (MOS) jungikliai, naudojami perjungiamame kondensatoriaus modulyje, yra labai kompaktiški ir labai stabilūs, atsižvelgiant į jų vertes ir leistinus nuokrypius.

Dėl šių savybių mikroprocesorių ir integrinių grandynų vidinės grandinės yra itin kompaktiškos ir tikslios. Kitas perjungiamų kondensatorių grandinės pranašumas yra tai, kad naudojant šiuos modulius, priešingai nei įprastus rezistorius, grandinės dizaineriai gali įtraukti tam tikrą dažnio derinimo laipsnį aktyvių filtrų programose. Šis derinimas pasiekiamas keičiant grandinės laikrodžio dažnį arba perjungimo tempą.

Tikroji perjungiamo kondensatoriaus modulio erdvės taupymo charakteristikų vertė gali būti matoma, kai atsižvelgiama į tai, kad 1 MΩ varža gali būti imituojama su mažu 10 pF kondensatoriumi, įjungiamu 100 kHz taktiniu dažniu. Jei šioje programoje būtų naudojamas įprastas rezistorius, visa grandinė būtų daug kartų didesnė už tą, kurioje naudojamas kondensatoriaus modulis. Pavyzdžiui, 100 Hz vardiniam žemo dažnio perjungiamam kondensatoriaus filtrui reikės 16 MΩ varžos, kurios būtų akivaizdžiai neįmanoma pasiekti naudojant įprastą rezistorių.

Per pastarąjį dešimtmetį pastebėta programuojamų analoginių IC technologijų pažanga nebūtų įmanoma be perjungiamų kondensatorių modulių naudos. Reikšmingi patobulinimai kelių polių filtrų ir analoginių-skaitmeninių keitiklių technologijos srityje taip pat nebūtų buvę įmanomi, atsižvelgiant į įprastų rezistorių fizinį masyvumą, netiesiškumą ir nenuoseklumą. Dėl šių taškų perjungiamas kondensatorius yra vienas reikšmingiausių elektroninių komponentų pažangos nuo tranzistoriaus įvedimo.