Un condensatore commutato è un componente elettronico o, più correttamente, un circuito o modulo elettronico tipicamente costituito da un condensatore e due interruttori utilizzati per simulare altri componenti in un circuito integrato (IC). Il resistore è uno dei componenti più comunemente simulati; i resistori tendono ad essere troppo grandi e imprecisi per essere incorporati in circuiti integrati di dimensioni micro. Il modulo a condensatore commutato è comunemente utilizzato nell’elaborazione del segnale a tempo discreto e nelle applicazioni di filtraggio della frequenza vocale. Queste funzioni sono rese possibili dalle caratteristiche uniche dei circuiti in cui le cariche elettriche vengono spostate alternativamente all’interno e all’esterno dei condensatori.
La capacità dei circuiti a condensatore commutato di simulare una resistenza in qualsiasi data applicazione è stata estremamente fortuita per l’industria elettronica poiché ha consentito la produzione di circuiti integrati più complessi in contenitori più piccoli. I resistori convenzionali sono particolarmente problematici nell’arena dei circuiti integrati a causa della loro dimensione fisica e delle differenze nei valori resistivi riscontrati nei diversi cicli di produzione. Gli interruttori a condensatore e semiconduttore ad ossido di metallo (MOS) utilizzati in un modulo a condensatore commutato sono invece estremamente compatti e molto stabili per quanto riguarda i loro valori e tolleranze.
Queste caratteristiche rendono i circuiti interni estremamente compatti e precisi per microprocessori e circuiti integrati. Un altro dei vantaggi del circuito a condensatore commutato è il fatto che l’uso di questi moduli, al contrario dei resistori convenzionali, consente ai progettisti di circuiti di incorporare un grado di sintonizzazione della frequenza nelle applicazioni di filtri attivi. Questa sintonizzazione si ottiene variando la frequenza di clock o il tempo di commutazione del circuito.
Il valore effettivo delle caratteristiche di ingombro ridotto del modulo a condensatore commutato può essere visto se si considera che una resistenza da 1 MΩ può essere simulata con un minuscolo condensatore da 10 pF commutato a una frequenza di clock di 100 kHz. Se in questa applicazione dovesse essere utilizzato un resistore normale, il circuito completo sarebbe molte volte più grande di quello che impiega il modulo condensatore. Un filtro a condensatore commutato passa basso con una potenza nominale di 100 Hz, ad esempio, richiederà una resistenza di 16 MΩ che sarebbe chiaramente impossibile da ottenere utilizzando un normale resistore.
I progressi nella tecnologia dei circuiti integrati analogici programmabili visti negli ultimi dieci anni o giù di lì non sarebbero stati possibili senza i vantaggi ottenuti dall’utilizzo di moduli a condensatore commutato. I notevoli miglioramenti nel campo della tecnologia del filtro multipolare e del convertitore analogico-digitale non sarebbero stati possibili, considerando l’ingombro fisico, la natura non lineare e incoerente dei resistori convenzionali. Questi punti rendono il condensatore commutato uno dei più significativi progressi dei componenti elettronici dall’introduzione del transistor.