Problema de estabilidad OpAmp y seguidor de la fuente FET

Tiene oscilaciones porque existe la posibilidad de que el circuito sea inestable debido a que la capacidad de la puerta de entrada del MOSFET agrega un cambio de fase significativo dentro del circuito cerrado de retroalimentación negativa que contiene el amplificador operacional.

Un simple análisis le haría pensar que debido a que el MOSFET está conectado como un seguidor de la fuente (con respecto a la retroalimentación negativa), se neutralizará cualquier capacitancia de la compuerta, pero este no es el caso si observa los detalles. La capacitancia de la fuente de la puerta es de aproximadamente 1nF y aproximadamente un tercio de esto será "visto" por el circuito porque los MOSFET no son seguidores de voltaje perfecto. Su forma de onda muestra esto: -

Elvoltajedelafuente(amarillo)esaproximadamente2/3delvoltajedelacompuerta(rosa),loqueimplicaqueentrelapuertaylafuentehayunvoltajedeaproximadamenteuntercio,porloquelacapacitanciaresidualproyectadadenuevoalasalidadelamplificadoroperacionalatravésdelaresistenciade100ohmiosestambiénalrededordeuntercio.Cabeseñalarqueheasumidoquelacapacitanciaesdeaproximadamente300pFpero,enunainspecciónmásdetalladadelDS,seríamáscomo450pF.

Asíquetienesunaresistenciade100ohmiosyaproximadamente300pF(oquizás450pF)formandouncambiodefaseadicional.Estoagregará45gradosdecambiodefaseaunos5MHz.Sinembargo,estonosignificaqueelcircuitonooscileafrecuenciasmásbajas:elcambiodefaseseráinferiora45gradosporsupuesto,perosihaysuficientedesplazamientodefaseagregadoparareducirelmargendefaseaceroporencimadelagananciaunitaria,obtienesunoscilador.

Laspistasseencuentranenestaimagentomadadelahojadedatosdelamplificadoroperacional:-

No está del todo claro porque TI (en su sabiduría infinita) no ha entregado un gráfico de ganancia y fase de bucle abierto puro, por lo que esto es lo más cercano que podemos usar. Para la ganancia, cualquier cosa sobre la línea roja es potencialmente capaz de oscilar. Para la fase, cualquier cosa igual a la línea azul causará oscilaciones siempre que la ganancia esté por encima de la línea roja.

Como puede ver, cuando se colocan 100 pF en la salida, el amplificador operacional evita que se convierta en un oscilador, es decir, el margen de la fase se vuelve cero a aproximadamente 3 MHz, pero la ganancia acaba de caer a aproximadamente 7 dB por debajo de la unidad = sin oscilación.

¿Cuál es el efecto de carga de la resistencia de 100 ohmios y la capacitancia de la compuerta residual (~ 300 pF)? Es difícil de precisar, pero si es como agregar un condensador de 100 pF, entonces es una comparación justa, PERO, recuerde que los 100 ohmios y los ~ 300 pF agregan probablemente +30 grados de cambio de fase alrededor del bucle a aproximadamente 3 MHz para que oscile, posiblemente alrededor de 1,5 MHz para una estimación.

  

La ondulación en la fuente de voltaje del LED es de alrededor de 590 kHz y se ve   a 20mV en la derivación de origen de 0.3R

Esto está significativamente por debajo de los 1,5 MHz que estimo, pero el mecanismo descrito anteriormente no se puede descartar debido a la falta de información adecuada en la hoja de datos. A 3.3 voltios, el margen de fase puede ser peor, por ejemplo. Mi estimación de la capacitancia residual de la compuerta también podría ser significativamente baja. Una mala conexión a tierra también puede contribuir.

Recuerde también que los LED se alimentan desde una fuente independiente (9,5 voltios) que puede tener una ondulación significativa a 560 kHz y esto no se reducirá en gran medida por el op-amp porque solo tiene una sobrecarga de aproximadamente 15 dB, es decir no va a hacer frente a esto como una perturbación.

Operando cerca del riel, la ruta se vuelve más y más alta.

Suponga 1Kohm Rout (TI no da datos ni curvas, solo la forma en que la fuerza de la unidad se colapsa cerca de los rieles) en VDD / 2 y 10Kohm si está "cerca de los rieles".

Con 1MHz UGBW y 10Kohm, la inductancia equivalente es (1uH y 1MHz es j6.3 ohm) 1,600uH.

Fring de 1,600uH y 300pf (número de Andy aka Cin) es sqrt [25,330 / (Luh * Cpf)] en MHz. Fring (MHz) es sqrt (25,330 / 1,600 * 300) o sqrt (25,550 / 500,000) o sqrt (1/20) o 0.2MHz

¿Cuál es tu Fring?