Anahtarlamalı Kondansatör Nedir?

Anahtarlamalı bir kondansatör elektronik bir bileşendir veya daha doğru olarak, tipik olarak bir kondansatörden ve diğer bileşenleri entegre bir devrede (IC) simüle etmek için kullanılan iki anahtardan oluşan bir elektronik devre veya modüldür. Direnç en yaygın olarak simüle edilen bileşenlerden biridir; dirençler çok büyük olma eğilimindedir ve mikro ölçekli IC'lere dahil olmak için yanlış olur. Anahtarlamalı kapasitör modülü genellikle ayrık zamanlı sinyal işleme ve ses frekansı filtreleme uygulamalarında kullanılır. Bu fonksiyonlar, elektrik yüklerinin dönüşümlü olarak kondansatörlere girip çıkarıldığı devrelerin benzersiz karakteristikleri ile mümkün olmaktadır.

Anahtarlamalı kondansatör devrelerinin herhangi bir uygulamada bir direnci simule etme kabiliyeti, elektronik endüstrisi için daha küçük paketlerde daha karmaşık entegre devrelerin üretilmesine izin verdiği için son derece tesadüfî olmuştur. Konvansiyonel dirençler, IC boyutunda fiziksel boyutları ve farklı üretim işlemlerinde karşılaşılan dirençli değerlerdeki farklılıklar nedeniyle özellikle problemlidir. Anahtarlamalı kapasitör modülünde kullanılan kapasitör ve metal oksit yarı iletken (MOS) anahtarları ise değer ve toleransları bakımından oldukça kompakt ve çok kararlıdır.

Bu özellikler mikroişlemciler ve entegre devreler için son derece kompakt ve doğru dahili devre sağlar. Anahtarlamalı kapasitör devresinin avantajlarından bir diğeri, geleneksel rezistörlerin aksine, bu modüllerin kullanılmasının devre tasarımcılarının aktif filtre uygulamalarında bir dereceye kadar frekans ayarlama yapmasına izin vermesidir. Bu ayarlama, saat frekansının değiştirilmesi veya devrenin anahtarlama temposu ile gerçekleştirilir.

Anahtarlamalı kapasitör modülünün yerden tasarruf özelliklerinin gerçek değeri, 1 k k'luk bir direncin 100 kHz'lik bir saat hızında açılmış küçük bir 10 pF kapasitörle simüle edilebileceği göz önüne alındığında görülebilir. Bu uygulamada normal bir direnç kullanılacaksa, tam devre kapasitör modülünü kullananın boyutunun birçok katı olacaktır. Örneğin 100 Hz dereceli düşük geçişli anahtarlamalı bir kondansatör filtresi, normal bir direnç kullanarak açıkça elde edilmesi mümkün olmayan 16 M 16'luk bir direnç gerektirir.

Geçtiğimiz on yılda görülen programlanabilir analog IC teknolojisindeki gelişmeler, anahtarlamalı kapasitör modülleri kullanılmasından elde edilen faydalar olmadan mümkün olmazdı. Çok kutuplu filtre ve analog-dijital dönüştürücü teknolojisi alanındaki önemli gelişmeler, geleneksel dirençlerin fiziksel kütlesi, doğrusal olmayan ve tutarsız doğası göz önüne alındığında da mümkün olmazdı. Bu noktalar, anahtarlamalı kapasitörleri transistörün kullanılmasından bu yana kaydedilen en önemli elektronik bileşenlerden biri yapar.