¿Una opamp no puede estar en una región lineal ni saturada?

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Estoy tratando de construir una fuente de corriente continua controlada por voltaje. Para esto, construí este circuito:

Un poco de contexto. La tensión de alimentación es de 5V. El rango actual debe ser de 0mA a 30mA o menos. La carga será un LED, pero por ahora solo estoy conectando el colector a Vcc y midiendo la corriente con un amperímetro. El transistor que estoy usando es BC337 y el opamp es OP07 conectado a 5V y 0V. Vset es un PWM filtrado con un circuito RC. Rset es de 100 ohmios.

Ahora para la parte que no funciona. Para voltajes superiores a 1 V, 20% de Vcc, en el Vset de entrada, el circuito se comporta como se espera. Es decir, obtengo una corriente de 10 mA a 1 V y recibo una corriente Vset / Rset para cada Vset hasta que el transistor entra en saturación alrededor de 30 mA.

Para voltajes inferiores a eso, el opamp hace algo que nunca había visto antes, no funciona ni en la región lineal ni en la de saturación. Cuando empiezo a disminuir el voltaje en Vset, ambas entradas se separan, la entrada inversora disminuye cada vez menos hasta que se atasca a unos 500 mV. Entonces, el resultado final es que tengo 0 V en la entrada no inversora, 500 mV en la entrada inversora y, por lo tanto, 5 mA a través de Rset. Esto obviamente no es una región lineal porque no hay un cortocircuito virtual. Sin embargo, el voltaje en la base no es Vcc, si fuera Vbe sería enorme y obtendría una mayor corriente. En su lugar, se atasca alrededor de 1V.

¿Cómo puede el opamp hacer esto? ¿Qué tipo de operación es esta y cómo la detengo?

    
pregunta freejuices

1 respuesta

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Rango de voltaje de entrada.

Echemos un vistazo a tu opamp.

Primeravisodequeestatablaesparacuandoestáusando+/-15V.Ensegundolugar,echeunvistazoalrangodevoltajedeentrada.Observecómonosubealosrieles(+15Vy-15V).

Ahoradicequecuandosuentradaesde1V,todoestábienyelproblemaocurrecuandovapordebajo.Estosedebeaqueahoraestáfueradelrangodevoltajedeentradaydebeestardentrode1-2Vdesusuministro.Ensucaso,susuministroesde5V.Entonces,loquesignificaesquesurangodeentradadebeestarentre1Vy4V(quizásincluso2Vy3V.Tendráquemedirlo,peroparecequedentrode1Vfuncionaránlosrielessuperioreinferior.

Cuandoempiezasahacercosasquelahojadedatosdicequenodebeshacer,puedensucedercosasextrañas.Elopampdejarádeteneruncomportamientopredichoy,posiblemente,obtendráalgollamadoinversióndefase.Enlugardequeelopampconduzcalasalidaaunriel(comoseespera),encambio,lollevaráaotro.Tiemposdediversión.

Sinecesitaquesuseñalsubaalriel,entoncesloquenecesitaesun"riel a riel" o RRIO (salida de entrada de riel a riel). Estas unidades pueden tener una entrada que sube y baja a los voltajes de suministro Y la salida sube y baja a los voltajes de suministro. El OP-07 no lo hace.

Como@Asmyldofseñalóenloscomentarios,haymuchasoperacionesdepropósitogeneralquepuedenrealizarsehastaelrielinferior,comoelmencionadoLM324

Observe que su rango de entrada se extiende hasta 0V, pero solo puede llegar a Vcc-1.5 (3.5V cuando se usa una fuente de 5V). Esto solucionará el problema de 1V que está teniendo, pero es posible que no pueda alcanzar su corriente máxima de 30 mA.

Si el Vbe de su transistor es de 0.75V, y la tensión de salida máxima del opamp es de 3.5V, entonces la corriente máxima que puede obtener es de 27.5mA.

Puede hacer una de las siguientes acciones con un opamp que al menos se extienda al riel inferior

  1. Disminuya ligeramente la resistencia de su emisor de modo que sea como máximo 91 ohmios
  2. Aumente la tensión de alimentación de modo que sea al menos 5.25V
  3. Intercambia tu opamp con un RRIO.

Básicamente, el opamp que seleccionó no es exactamente el mejor para su aplicación o rango de voltaje.

    
respondido por el efox29

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