Saya sedang mencari rangkaian driver MOSFET yang dapat ditempatkan antara op-amp dan MOSFET daya untuk mengoperasikan transistor sebagai penguat linier (sebagai lawan dari saklar).
Latar Belakang
Saya sedang mengembangkan sirkuit beban elektronik yang harus mampu melangkah beban sekitar 1μs. Ukuran langkah paling penting adalah kecil, katakanlah 100mA, meskipun begitu saya berhasil, saya mungkin ingin juga mencapai kecepatan langkah sinyal besar 2.5A / μs. Ini harus mengakomodasi sumber dari 1 hingga 50V, arus dari 0 hingga 5A, dan akan dapat membeda-bedakan sekitar 30W.
Inilah yang terlihat seperti sirkuit saat ini. Sejak muncul di pertanyaan sebelumnya, saya telah mengganti MOSFET dengan perangkat kapasitansi terkecil yang dapat saya temukan (IRF530N -> IRFZ24N), dan pindah ke bandwidth yang cukup lebar, op-amp rate-tegangan tinggi (LM358 -> MC34072) saat menginap di wilayah jelly-bean. Saya saat ini menjalankan gain sekitar 4 pada op amp untuk tujuan stabilitas, yang memberi saya bandwidth di sekitar 1MHz. Latar belakang lebih lanjut di bawah ini untuk siapa saja yang tertarik.
Masalah
Sementara sirkuit berkinerja cukup baik, masalahnya sekarang adalah stabilitasnya, yah, tidak stabil :) Tidak berosilasi atau apa pun seperti itu, tetapi respons langkah dapat berkisar dari overdamped (tidak ada overshoot) hingga cukup underdamped (20%) overshoot, tiga tonjolan), tergantung pada sumber yang sedang dimuat. Sumber tegangan rendah dan resistif bermasalah.
Diagnosis saya adalah bahwa kapasitansi input tambahan dari MOSFET peka terhadap tegangan sumber yang dimuat serta efek Miller yang dihasilkan oleh resistansi sumber apa pun, dan bahwa ini menghasilkan kutub "pengembara" dari pada op amp. berinteraksi dengan bergantung pada sumber dari MOSFET.
Strategi solusi saya adalah memperkenalkan tahap driver antara op-amp dan MOSFET untuk menghadirkan impedansi keluaran (resistansi) yang jauh lebih rendah ke kapasitansi gerbang, menggerakkan kutub pengembara ke kisaran puluhan atau ratusan MHz di mana ia tidak bisa melakukan salahnya.
Dalam mencari sirkuit driver MOSFET di web, apa yang saya temukan sebagian besar berasumsi seseorang ingin "mengaktifkan" MOSFET sepenuhnya atau mati secepat mungkin. Di sirkuit saya, saya ingin memodulasi MOSFET di wilayah liniernya. Jadi saya tidak menemukan cukup wawasan yang saya butuhkan.
Pertanyaan saya adalah: "Sirkuit driver apa yang cocok untuk memodulasi konduktivitas MOSFET di wilayah liniernya?"
Saya melihat Olin Lathrop menyebutkan dalam posting lain bahwa ia akan menggunakan pengikut emitor sederhana untuk sesuatu seperti ini dari waktu ke waktu, tetapi posting itu tentang sesuatu yang lain sehingga hanya disebutkan. Saya mensimulasikan menambahkan pengikut emitor antara op amp dan gerbang dan itu benar-benar bekerja keajaiban untuk peningkatan stabilitas; tapi musim gugur semua pergi jadi saya pikir itu tidak sesederhana yang saya harapkan.
Saya cenderung berpikir saya perlu sesuatu seperti penguat push-pull BJT komplementer, tetapi berharap ada nuansa yang membedakan driver MOSFET.
Bisakah Anda membuat sketsa parameter kasar dari suatu rangkaian yang dapat melakukan trik dalam hal ini?
Latar belakang lebih lanjut untuk yang berminat
Sirkuit ini awalnya didasarkan pada kit beban elektronik Jameco 2161107, baru-baru ini dihentikan. Milik saya sekarang memiliki sekitar 6 bagian lebih sedikit daripada pelengkap aslinya :). Prototipe saya saat ini terlihat seperti ini untuk mereka yang, seperti saya, tertarik pada hal semacam itu :)
Sumber (umumnya catu daya yang diuji) terhubung ke jack pisang / tiang pengikat di bagian depan. Jumper di sebelah kiri PCB memilih pemrograman internal atau eksternal. Kenop di sebelah kiri adalah pot 10 putaran yang memungkinkan beban konstan antara 0-3A untuk dipilih. BNC di sebelah kanan memungkinkan bentuk gelombang sewenang-wenang untuk mengendalikan beban pada level 1A / V, misalnya, dengan gelombang persegi untuk melangkah beban. Dua resistor biru muda terdiri dari jaringan umpan balik, dan berada di soket mesin untuk memungkinkan keuntungan diubah tanpa menyolder. Unit saat ini ditenagai oleh sel 9V tunggal.
Siapa pun yang ingin melacak jejak pembelajaran saya akan menemukan bantuan luar biasa yang saya terima dari anggota lain di sini:
- Apakah pernah berguna untuk menambahkan kapasitor antara input op amp?
- Menghitung nilai resistor gerbang untuk meningkatkan stabilitas wilayah aktif
- Bagaimana cara menguji stabilitas op amp?
- Mengapa LTSpice tidak memprediksi osilasi op-amp ini?
- Apa yang dapat disimpulkan dari frekuensi sebuah op-amp berosilasi?
- Mengapa langkah yang lebih kecil menunjukkan ketidakstabilan yang lebih baik?
- Bagaimana cara menentukan untuk op amp?
- Apakah Schottky ini memberikan perlindungan sementara MOSFET?
- Mengapa 60% overshoot dengan fasa 55 °?
- Bagaimana saya bisa mengukur kapasitansi gerbang?
Saya benar-benar kagum bahwa proyek sederhana seperti ini telah menjadi begitu kaya motivator untuk belajar. Ini memberi saya kesempatan untuk mempelajari cukup banyak topik yang akan menjadi begitu banyak pengering jika dilakukan tanpa tujuan nyata :)