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Comment les condensateurs commutés peuvent-ils remplacer les résistances des minuscules circuits intégrés et devenir le cœur des futurs circuits ?
Avec le développement rapide de la technologie, la taille des composants électroniques continue de diminuer et nous nous attendons à ce que les conceptions de circuits circulaires ou carrés deviennent de plus en plus miniaturisées. Dans un tel environnement, le statut des résistances traditionnelles est remis en cause et la technologie des condensateurs commutés (SC) devient progressivement le cœur de la conception des circuits futurs. Cet article explorera comment les condensateurs commutés ont remplacé les résistances dans les minuscules circuits intégrés et analysera comment ce changement a favorisé le développement de l'ingénierie électronique.
Comment fonctionnent les condensateurs commutés
Un condensateur commuté est un circuit électronique qui utilise une commutation rapide pour contrôler le mouvement de charge entre les condensateurs. Ces circuits utilisent généralement des signaux d'horloge non superposés pour contrôler le fonctionnement des commutateurs, garantissant que tous les commutateurs ne sont pas activés en même temps. Cette conception peut utiliser efficacement le mécanisme de capacité pour obtenir une relation linéaire similaire entre le courant et la tension.
Étant donné que le processus de condensateur commuté ne repose pas sur des résistances précises, des filtres conçus en fonction des rapports de capacité et des fréquences de commutation sont utilisés à la place, ce qui permet des capacités de réglage des paramètres plus flexibles.
Avantages des condensateurs commutés dans les circuits intégrés
Les circuits à condensateurs commutés sont généralement construits sur la technologie des semi-conducteurs à oxyde métallique (MOS), ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les circuits intégrés. Un avantage significatif est que le coût et la complexité du processus de construction de résistances et de condensateurs selon des spécifications précises sont considérablement réduits, tandis que le rapport relatif entre les signaux d’horloge hautement précis et les condensateurs est plus économique.
Domaines d'application
Les circuits à condensateurs commutés sont largement utilisés. Par exemple, la technologie des condensateurs commutés a été utilisée dans les convertisseurs numérique-analogique (DAC), les convertisseurs analogique-numérique (ADC), les encodeurs à modulation par impulsions et codage (PCM) et d'autres environnements. La flexibilité et l’efficacité de ces circuits les rendent indispensables à la conception des futurs appareils électroniques.
Les défis des résistances traditionnelles
Par rapport aux résistances analogiques à condensateurs commutés, la méthode de transmission du courant des résistances traditionnelles est continue, tandis que celle des condensateurs commutés est de manière pulsée. Lorsque la fréquence de commutation est suffisamment élevée, le condensateur commuté peut imiter efficacement les caractéristiques d'une résistance. Cependant, cette simulation nécessite une horloge programmée ou réglée rapidement, ce que recherchent les appareils électroniques modernes.En augmentant la fréquence de commutation, les condensateurs commutés peuvent réduire plus efficacement le bruit Johnson-Nyquist, les rendant plus compétitifs dans les applications de haute précision.
Les voies à suivre
À l’avenir, les avantages offerts par la technologie des condensateurs commutés pourraient conduire à des appareils et systèmes électroniques plus petits et plus efficaces. À mesure que la conception des circuits et les techniques de fabrication continuent de s’améliorer, les condensateurs commutés ont le potentiel de remplacer complètement les résistances traditionnelles et de devenir le pilier des systèmes électroniques. Cela améliorera non seulement les performances du produit, mais aura également un impact sur les avantages économiques globaux, économisera des ressources et réduira les coûts.
ConclusionDans l’ensemble, le développement des condensateurs commutés repose sur leurs avantages techniques uniques, qui leur permettent de remplacer efficacement les résistances traditionnelles dans les conceptions de circuits intégrés miniatures. Pour comprendre l’importance considérable de cette technologie pour l’électronique du futur, nous devons peut-être réfléchir à la question suivante : avec la popularisation de la technologie des condensateurs commutés, comment les futurs appareils électroniques changeront-ils nos vies ?
