このオペアンプが正しく動作しないのはなぜですか？

私は調整可能な電流源に取り組んでいます。しばらく前のスレッドで、さまざまな回路が議論されました：

LEDストリング用のシンプルな調整可能な電流源

...しかし、私は1つのオプションで解決し、それが正しく機能していないため、難問に焦点を当てるために新しいスレッドを開始しています。

ここに回路があります：

抵抗分割器（30K抵抗とポテンショメーター）は、「設定」時に基準電圧を提供します（v1のDCスイープはポットシャフトを回転させるだけです）。オペアンプは「ゲート」をサーボ制御して、「センス」が「セット」に等しくなるようにします。したがって、負荷「Rload」に流れる電流（ミリアンペア）は、「セット」の電圧（ミリボルト）に等しくなります。そのような単純な。

「セット」回路とオペアンプに電力を供給する12V電源は、24V電源をオフにした7812です。そして、mosfetは実際にはFQP10N20C（かなりバニラパワーのnfet）です。

LTspiceでシミュレートしましたが、期待どおりに動作します。しかし、ブレッドボードでは、「セット」が0から約400mVに増加するにつれて、「センス」は「セット」をますますうまく追跡しなくなります。ある時点で、「設定」で257mVが「感知」で226mVしか表示されません。したがって、226mAだけがRloadとR1を流れています。「ゲート」は3.53V、「ダウン」は11.7Vです。オペアンプを単独で調べただけでは、「ゲート」を高く駆動する必要があるようです（おそらく、ある時点で、「センス」が257mVになる十分な電流が流れるまで）。

オペアンプはシングルエンド電源での使用を意図しており、出力を3.53V（12Vの電源電圧で）以上に簡単に駆動できるはずです。FETのゲートは電流をシンクしてはなりません（メーターで検証）。

私は困惑しています。

オペアンプのデータシート（LT1006）

問題は、オペアンプの出力にある種の発振があることは明らかです。「ゲート」ノードに10uFのコンデンサを配置することで問題はほぼ解決しましたが、オペアンプ出力とFETゲートの間に1Kの抵抗を配置してもあまり役に立ちません。電流調整範囲全体（現在は0〜300mA）および約3〜23Vの電圧（負荷に電流を流すために必要）全体で、「センス」と「セット」の間に約7mVの差異が見られない。

私は今この質問を見ただけで、オペアンプが振動していたというあなたの答えです。それは、回路図と症状から私の最初の推測でした。

しかし、私はあなたがそれを修正した方法が好きではありません。この場合、月のこの段階では、この温度でオペアンプ出力に多くの容量を単にロードするだけで機能する可能性があります。別のバッチまたは将来の一部のバッチの同じモデルのオペアンプでは動作しない場合があります。

より良い解決策は、電流検出抵抗の上部と負のオペアンプ入力の間のフィードバック経路に少し抵抗を入れることです。次に、小さな補償コンデンサをオペアンプ出力から負の入力に直接追加します。キャップは、アンプを安定に保つために即時の負のACフィードバックを提供します。抵抗は信号のインピーダンスを上げるため、他の考慮事項に対して大きすぎずに、キャップに何らかの影響を与えることができます。1kΩと100 pFを試してください。応答時間を速くする必要がなく、安定性を高めるためにエラーを発生させたい場合は、より大きなコンデンサを使用できます。

追加されました

私は以前にオペアンプのデータシートを見たことがなく、普通のオペアンプについて答えました。LT1006は、非常に低いオフセット電圧と低電力向けに最適化されています。つまり、他の領域で妥協が行われたということです。それらの1つは明らかに安定性です。データシートには、ユニティゲイン電圧フォロワとして使用されるアンプが示されているため、ユニティゲインは明らかに安定しています。

ただし、11ページの標準的なアプリケーション回路図を注意深く確認してください。1つは680 nFの補償コンデンサと直列に1kΩ、もう1つは330 nFの補償コンデンサと直列になっていることに注意してください。これは、1kΩと100 pFを超えると私の推測では少なすぎることを意味します。彼らが使用するもののような組み合わせを試してください。すでに1kΩの直列抵抗を得ているので、オペアンプ出力と負入力の間で直接1 µFを試してください。

もう1つ必要なことは、実際の信号を平均電圧ではなく、経時的に調べることです。スコープを既に設定して、実際に何が起こっているかを確認してください。

私は最近、活動停止の後でこのプロジェクトに戻ってきましたが、オペアンプの安定性に問題が続いていました。ただし、この問題に対するより簡単な解決策として、リニアレギュレータLT3080があることを発見しました。それは本質的に私の元の回路のオペアンプとパワートランジスターを統合しており、私のテストでは非常に安定しているようです。

http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3080fc.pdf

私の新しい回路は基本的に、データシートのp.17の「低ドロップアウト電圧LEDドライバー」という図に示されている回路です。しかし、固定抵抗をSETピンからGNDに接続する代わりに、可変電圧をSETピンに駆動します（可変抵抗を使用することもできますが、私のアプリケーションでは電圧の方が優れています）。電圧信号は、内部電流源の10μAをシンクできる必要があるだけです。

それは魅力のように働きます。