op amp + MOSFET = sumber saat ini. Mengapa kita membutuhkan resistor umpan balik?

Resistor umpan balik diperlukan untuk mengkompensasi kesalahan arus input? Bagaimana memilih resistance R2.

Sumber sirkuit

Resistor R2.

Dapatkah saya menggunakan sirkuit ini, op-amp dengan rentang tegangan input diferensial = +/- 0,6V? Saya tidak yakin. Saya pikir tidak

R2 (10k R4 dalam diagram saya) ada untuk membentuk bersama dengan C1 (kapasitor 1nF) Integrator Miller untuk mencegah osilasi yang tidak diinginkan. Dan ya, sirkuit ini kadang-kadang akan terombang-ambing, terutama karena desain PCB / papan tempat memotong roti yang buruk. Dan di sini Anda memiliki contoh dunia nyata (papan tempat memotong roti).

Tanpa kapasitansi Miller:

Dan setelah saya menambahkan kapasitansi Miller ke sirkuit:

http://www.ecircuitcenter.com/Circuits_Audio_Amp/Miller_Integrator/Miller_Integrator.htm

EDIT

Hari ini saya menguji sirkuit ini lagi. Dan hasilnya adalah: Untuk RG = 0 Ohm ; RF = 10k Ohm tanpa rangkaian kapasitansi Miller berosilasi (I_load dari 1mA ke 1A).

Tapi kejutan kejutan Jika saya pendek RF (10K) resistor osilasi menghilang secara ajaib (bahkan jika RG = 1K ohm).

Jadi, sepertinya penyebab utama osilasi di sirkuit saya adalah resistor umpan balik. Saya menduga bahwa RF bersama-sama dengan kapasitansi input opamp dan beberapa kapasitansi parasit menambahkan kutub (lag) ke sirkuit dan sirkuit mulai berosilasi.
Saya bahkan mengubah opamp menjadi "jauh lebih cepat" (TL071). Dan hasilnya hampir sama kecuali fakta bahwa frekuensi osilasi jauh lebih tinggi (713kHz).

Anda tidak memerlukan resistor umpan balik dan Anda juga tidak perlu C1. Saya kira "desainer" memiliki beberapa persepsi aneh bahwa rangkaian akan berosilasi tanpa mereka tetapi tidak akan.

• Osilasi akan terjadi jika Q1 memberikan penguatan - itu tidak akan terjadi karena ia adalah pengikut sumber.
• Osilasi akan terjadi jika Q1 menghasilkan pergeseran fasa yang signifikan dan ini lebih merupakan kemungkinan tetapi masih tidak mungkin jika R1 (gate resistor) dijaga nilainya tetap rendah.

Bahkan, karena kehadiran R3, R1 kemungkinan berlebihan untuk persyaratan.

Berikut ini contoh rangkaian dari Perangkat Analog: -

Saya tidak melihat dua resistor dan kapasitor dalam skema ini. Jika Anda menggunakan op-amp yang buruk untuk aplikasi ini (karena tegangan offset masukan menyebabkan ketidaktepatan dalam arus) seperti LM358 maka Anda harus mempertimbangkan menggunakan transistor bipolar seperti yang ditunjukkan pada lembar data pada halaman 18: -

Namun, saya percaya ini akan bekerja dengan MOSFET asalkan Anda tidak menggunakan resistor gerbang (atau yang sangat kecil). Ada banyak contoh LM358 yang digunakan dengan MOSFET tanpa semua "ekstra": -

Ini adalah konfigurasi standar untuk menangani beban kapasitif seperti kabel panjang (di dalam konfigurasi wastafel arus standar).

Tujuan dari R1 / R2 / C1 adalah untuk memisahkan keluaran op-amp dari beban kapasitif yang disajikan oleh gerbang MOSFET / kapasitansi sumber secara seri dengan R3 .

Tidak perlu jika R3 secara signifikan besar dibandingkan dengan impedansi keluaran loop terbuka op-amp (antara 8-70 ohm untuk op-amp biasa ** dengan arus pasokan dalam kisaran ~ 1mA per amplifier) ​​atau MOSFET memiliki kapasitansi input rendah, atau jika op-amp dirancang untuk bekerja dengan beban kapasitif yang besar atau tidak terbatas (jika salah satu dari ketiga kondisi itu benar).

R1 mengisolasi beban, sementara C1 / R2 menyediakan jalur umpan balik kedua (alias "kompensasi in-loop"). Jika Anda memiliki R1, Anda harus memiliki C1 / R2. R1 saja membuat situasinya lebih buruk.

** Anda harus sangat berhati-hati dengan op-amp daya rendah, yang sering merekomendasikan mengisolasi muatan kapasitif lebih dari 100pF saja.

$\Omega$

Sunting ': Mengenai memilih nilai untuk situasi tertentu, lihat referensi ini . R2 harus berupa nilai yang jauh lebih tinggi dari R3 dan tidak terlalu rendah sehingga terlalu menyebabkan offset atau efek buruk lainnya. Katakan dalam kisaran 1K-10K secara normal, tetapi bisa lebih tinggi atau lebih rendah untuk daya yang sangat rendah atau frekuensi tinggi masing-masing.

Jadi pilih nilai untuk C1. Nilai minimum R2 adalah:

$R_2 (min) = C_L \frac{R_O + R_1}{C_1}$

Jadi jika kapasitansi beban 10nF termasuk efek Miller, R1 adalah 100 ohm, RO adalah 100 ohm, dan C1 adalah 100nF kemudian R2 (min) = 20 ohm. Jadi sirkuit seperti yang ditunjukkan (jika asumsi saya masuk akal) terlalu dikompensasi dan akan merespon lebih lamban daripada yang diperlukan.

Jika kita memilih C1 = 100pF maka R2 = 10K. Atau Anda bisa menggunakan 1nF dan 1K.

Kapasitor di sirkuit ini mencegah lonjakan arus saat sirkuit menyala. Ketika sirkuit dimatikan, itu sepenuhnya habis, dan ketika dihidupkan output akan VC dan arus akan mati atau lebih rendah dari target. Terminal negatif dari op amp akan didorong ke atas dengan keluaran op amp. Output kemudian akan naik sampai nilai target tercapai.

Jika tidak ada, terminal negatif op amp akan berada di ground sementara output op amp meningkat ke tegangan yang lebih tinggi dari target karena drive kapasitansi gerbang melalui 100 ohm dan mungkin jenuh. Ketika FET menyala, overshoot dapat terjadi saat op amp pulih dari saturasi.

Yah, itu adalah sebuah sirkuit aneh. Belum tentu buruk.

Perlu diingat bahwa output op-amp adalah ground sinyal kecil dan Anda akan melihat bahwa R2 & C1 membentuk filter low pass. R1 yang bekerja melawan gerbang transistor juga bertindak sebagai sedikit filter juga.

C1 juga menyuntikkan perubahan pada output op-amp kembali ke input pembalik dan dengan demikian mempercepat responsnya untuk melangkah perubahan pada input kontrol. Ini berdampak memperlambat respons op-amp output.

Optimalisasi rangkaian akan tergantung antara lain, impedansi input op-amp.

Menariknya, ini semua digabungkan untuk memungkinkan rangkaian ini dioptimalkan untuk perubahan dinamis pada beban dan dalam referensi input, apa saja secara independen.