¿Qué es un condensador conmutado?
Un condensador conmutado es un componente electrónico o, más correctamente, un circuito o módulo electrónico compuesto típicamente por un condensador y dos interruptores utilizados para simular otros componentes en un circuito integrado (IC). La resistencia es uno de los componentes más comúnmente simulados; Las resistencias tienden a ser demasiado grandes e inexactas para incorporarse a circuitos integrados de tamaño micro. El módulo de condensador conmutado se usa comúnmente en aplicaciones de procesamiento de señal de tiempo discreto y filtrado de frecuencia de voz. Estas funciones son posibles gracias a las características únicas de los circuitos donde las cargas eléctricas se mueven alternativamente dentro y fuera de los condensadores.
La capacidad de los circuitos de condensadores conmutados para simular una resistencia en cualquier aplicación dada ha sido extremadamente fortuita para la industria electrónica, ya que ha permitido la producción de circuitos integrados más complejos en paquetes más pequeños. Las resistencias convencionales son particularmente problemáticas en el campo de IC debido a su tamaño físico y las diferencias en los valores resistivos encontrados en diferentes series de producción. Los interruptores de condensador y semiconductor de óxido de metal (MOS) utilizados en un módulo de condensador conmutado son, por otro lado, extremadamente compactos y muy estables con respecto a sus valores y tolerancias.
Estas características hacen que los circuitos internos sean extremadamente compactos y precisos para microprocesadores y circuitos integrados. Otra de las ventajas del circuito de condensador conmutado es el hecho de que el uso de estos módulos, a diferencia de las resistencias convencionales, permite a los diseñadores de circuitos incorporar un grado de sintonización de frecuencia en aplicaciones de filtro activo. Esta sintonización se logra variando la frecuencia del reloj o cambiando el tempo del circuito.
El valor real de las características de ahorro de espacio del módulo de condensador conmutado se puede ver cuando se considera que se puede simular una resistencia de 1 MΩ con un pequeño condensador de 10 pF conmutado a una velocidad de reloj de 100 kHz. Si se usara una resistencia normal en esta aplicación, el circuito completo sería muchas veces más grande que el que emplea el módulo condensador. Un filtro de condensador conmutado de paso bajo con una clasificación de 100 Hz, por ejemplo, requerirá una resistencia de 16 MΩ que claramente sería imposible de lograr con una resistencia normal.
Los avances en la tecnología de CI analógica programable observados en la última década no habrían sido posibles sin los beneficios obtenidos del uso de módulos de condensadores conmutados. Las mejoras considerables en el campo del filtro multipolar y la tecnología de conversión de analógico a digital tampoco habrían sido posibles, considerando la naturaleza física, no lineal e inconsistente de las resistencias convencionales. Estos puntos hacen que el condensador conmutado sea uno de los avances de componentes electrónicos más importantes desde la introducción del transistor.