op amp + mosfet = fuente actual. ¿Por qué necesitamos una resistencia de realimentación?

R2 (10k R4 en mi diagrama) está allí para formar junto con C1 (condensador 1nF) un integrador Miller para evitar la oscilación no deseada. Y sí, este circuito a veces oscilará, principalmente debido al mal diseño de PCB / breadboard. Y aquí tienes un ejemplo del mundo real (el del tablero).

Sin la capacitancia de Miller:

YluegoagregolacapacitanciadeMilleralcircuito:

enlace

EDIT

Hoy vuelvo a probar este circuito. Y el resultado son: Para RG = 0 ohmios ; RF = 10k Ohms sin oscilación del circuito de capacitancia de Miller (I_load de 1mA a 1A).

PerosorpresasorpresaSicortoelresistorRF(10K)lasoscilacionesdesaparecenmágicamente(inclusosiRG=1Kohmios).

Entonces,parecequelacausaprincipaldeunaoscilaciónenmicircuitofueunaresistenciaderealimentación.SospechoquelaRFjuntoconlacapacitanciadeentradaopampyalgunacapacitanciaparásitaagreganunpolo(retraso)alcircuitoyelcircuitocomienzaaoscilar.Inclusocambiéelopampa"mucho más rápido" (TL071). Y los resultados fueron casi los mismos, excepto el hecho de que la frecuencia de las oscilaciones fue mucho mayor (713 kHz).

No necesita una resistencia de realimentación y tampoco necesita C1. Supongo que el "diseñador" tiene una extraña percepción de que el circuito oscilará sin ellos, pero no lo hará.

• La oscilación ocurrirá si Q1 proporciona ganancia; no lo hará porque es un seguidor de origen.
• Se producirá una oscilación si Q1 produce un cambio de fase significativo y esto es más posible, pero aún así es poco probable que R1 (resistencia de la puerta) se mantenga baja en valor.

De hecho, debido a la presencia de R3, R1 es probablemente superfluo para los requisitos.

Aquí hay un circuito de ejemplo de Analog Devices: -

Noveolasdosresistenciasyelcondensadorenesteesquema.Siestabausandounop-amppobreparaestaaplicación(debidoaquelosvoltajesdecompensacióndeentradacausanimprecisionesenlacorriente)comoelLM358,deberíaconsiderarusaruntransistorbipolarcomosemuestraenlahojadedatosenlapágina18:-

Sinembargo,creoquefuncionaráconunMOSFETsiemprequenousesunaresistenciadecompuerta(ounamuypequeña).HaymuchosejemplosdecómoseusaelLM358conMOSFETsintodoslos"extras": -

Esta es una configuración estándar para manejar una carga capacitiva, como cables largos (dentro de una configuración de sumidero de corriente estándar).

El propósito de R1 / R2 / C1 es desacoplar la salida del amplificador operacional de la carga capacitiva presentada por la capacitancia de la puerta / fuente MOSFET en serie con R3 .

No es necesario si R3 es significativamente grande en comparación con la impedancia de salida de bucle abierto del amplificador operacional (entre 8 y 70 ohmios para los amplificadores operacionales ordinarios comunes ** con corrientes de suministro en el rango de ~ 1 mA por amplificador) o el MOSFET tiene un valor bajo capacitancia de entrada, o si el amplificador operacional está diseñado para funcionar con una carga capacitiva grande o ilimitada (si alguna de esas tres condiciones es verdadera).

R1 aísla la carga, mientras que C1 / R2 proporciona una segunda ruta de retroalimentación (también conocida como "compensación en bucle"). Si tienes R1, debes tener C1 / R2. R1 solo empeora la situación.

** Debe tener mucho cuidado con los amplificadores operacionales de baja potencia, que a menudo recomiendan el aislamiento de cargas capacitivas en exceso de solo 100pF.

Editar: @ G36 ha proporcionado una medida del mundo real que ilustra el efecto (+1). Probablemente no oscilaría con R2 = 0 \ $ \ Omega \ $ en lugar de 330, pero eso depende del MOSFET utilizado y de la carga en el circuito de drenaje. En cualquier caso, reducirá el margen de fase, lo que dará lugar a un exceso / subestimación de la corriente.

Editar ': para elegir los valores para una situación determinada, consulte esta referencia. R2 debe ser un valor tal que sea mucho más alto que R3 y no tan bajo que cause excesivamente la compensación u otros efectos negativos. Diga en el rango de 1K-10K normalmente, pero podría ser más alto o más bajo para una potencia muy baja o frecuencias altas respectivamente.

Así que elige un valor para C1. El valor mínimo de R2 es:

\ $ R_2 (min) = C_L \ frac {R_O + R_1} {C_1} \ $ donde RO es la resistencia de salida en lazo abierto del op-amp y C_L es la capacidad de carga.

Entonces, si la capacidad de carga es de 10 nF, incluido el efecto Miller, R1 es de 100 ohmios, RO es de 100 ohmios y C1 es de 100 nF, entonces R2 (min) = 20 ohmios. Así que el circuito como se muestra (si mis suposiciones son razonables) está excesivamente compensado y responderá mucho más lento de lo necesario.

Si seleccionamos C1 = 100pF entonces R2 = 10K. O podrías usar 1nF y 1K.

Bueno, es un circuito extraño. No necesariamente malo.

Ten en cuenta que la salida del amplificador operacional es una señal de tierra pequeña y verás que R2 & C1 forman un filtro de paso bajo. El R1 que actúa contra la puerta del transistor también actúa como un poco de filtro.

C1 también inyecta cambios en la salida del amplificador operacional de nuevo en la entrada inversora y, por lo tanto, acelera su respuesta a los cambios de paso en la entrada de control. Esto tiene el impacto de ralentizar la respuesta de la salida del amplificador operacional.

La optimización del circuito dependerá, entre otras cosas, de la impedancia de entrada del amplificador operacional.

Curiosamente, todo esto se combina para permitir que este circuito se optimice para cambios dinámicos en la carga y en la referencia de entrada, algo que es independiente.

El condensador en este circuito evita un pico de corriente cuando el circuito se enciende. Cuando el circuito está apagado, está completamente descargado, y cuando se enciende, la salida será VC y la corriente estará apagada o por debajo del objetivo. El terminal negativo del amplificador operacional se activará con la salida del amplificador operacional. La salida aumentará hasta que se alcance el valor objetivo.

Si no está presente, el terminal negativo del amplificador operacional estará en tierra mientras que la salida del amplificador operacional aumenta a un voltaje más alto que el objetivo, ya que impulsa la capacitancia de la puerta a través de 100 ohmios y posiblemente se sature. Cuando el FET se enciende, puede producirse un exceso de tiempo cuando el amplificador operacional se recupera de la saturación.