*線形* MOSFETドライバーステージの設計
私は、オペアンプとパワーMOSFETの間に配置して、トランジスタを(スイッチではなく)線形増幅器として動作させることができるMOSFETドライバー回路を探しています。 バックグラウンド 約1µsで負荷をステップできる必要がある電子負荷回路を開発しています。最も重要なステップサイズは小さく、たとえば100mAです。しかし、うまくいけば、2.5A / µsの大きな信号ステップ速度も達成したいと思います。1〜50Vのソース、0〜5Aの電流に対応し、約30Wを消費する必要があります。 現在の回路は次のとおりです。以前の質問に登場して以来、私はMOSFETを見つけられた最小の容量デバイスに置き換え(IRF530N-> IRFZ24N)、滞在中にかなり広い帯域幅、高スルーレートのオペアンプ(LM358-> MC34072)に移行しましたジェリービーンの領土。現在、安定性のためにオペアンプで約4のゲインを実行しています。これにより、1MHz付近の帯域幅が得られます。興味のある方のために、以下の背景をご覧ください。 問題 回路はかなり良好に動作しますが、問題は安定性が非常に安定していることです:)それは発振しません、またはそのようなものではありませんが、ステップ応答はオーバーダンピング(オーバーシュートなし)からかなりアンダーダンピング(20%ロードされるソースに応じて、オーバーシュート、3つのバンプ)。低電圧および抵抗性のソースには問題があります。 私の診断では、MOSFETのインクリメンタル入力容量は、ロードされるソースの電圧と、ソース抵抗によって生成されるミラー効果の両方に敏感であり、これにより、オペアンプのソース依存のC g a t eと相互作用するampRoRoR_oCgateCgateC_{gate} MOSFETと。 私のソリューション戦略は、オペアンプとMOSFETの間にドライバーステージを導入して、ゲートキャパシタンスに対してはるかに低い出力インピーダンス(抵抗)を提供し、さまよう極を、数十または数百MHzの範囲まで駆動することです。危害を加えます。 Web上でMOSFETドライバー回路を検索する場合、私は、MOSFETを可能な限り迅速に完全にオンまたはオフに「切り替え」たいと思うことがほとんどだと思います。私の回路では、MOSFETをその線形領域で変調したいと考えています。だから私は必要な洞察をまったく見つけていません。 私の質問は次のとおりです。「MOSFETの線形領域の導電率を変調するのに適したドライバー回路はどれですか?」 Olin Lathropが別の投稿を渡す際に、時々このような単純なエミッターフォロワーを使用することを言及しているのを見ましたが、投稿は何か他のものについてでしたので、それは単なる言及です。オペアンプとゲートの間にエミッタフォロワーを追加することをシミュレートしましたが、実際には立ち上がりの安定性に驚異的な働きをしました。しかし、秋はすべて順調だったので、私はそれが私が期待していたほど単純ではないことを理解しています。 相補的なBJTプッシュプルアンプのようなものが必要だと思いますが、MOSFETドライバを区別する微妙な違いがあることを期待しています。 この場合のトリックを行う可能性のある回路の大まかなパラメーターをスケッチできますか? 関心のあるさらなる背景 この回路はもともとJameco 2161107電子負荷キットに基づいていましたが、最近廃止されました。私の現在の部品は、元の補完部品よりも約6つ少ないです:)。私の現在のプロトタイプは、私のように、そのようなことに興味を持っている人にとってはこのように見えます:) ソース(通常はテスト対象の電源)は、前面のバナナジャック/バインディングポストに接続されます。PCBの左側にあるジャンパーは、内部または外部プログラミングを選択します。左側のノブは10ターンポットで、0〜3Aの一定の負荷を選択できます。右側のBNCでは、任意の波形で負荷を1A / Vのレベルで制御できます。たとえば、負荷をステップするための方形波を使用できます。2つの水色の抵抗器はフィードバックネットワークを構成し、はんだ付けせずにゲインを変更できるように機械加工されたソケットにあります。ユニットは現在、単一の9Vセルから給電されています。 私の学習の足跡をたどりたいと思う人は誰でも、ここで他のメンバーから受けた素晴らしい助けを見つけるでしょう: オペアンプ入力間にコンデンサを追加することは有用ですか? アクティブ領域の安定性を強化するためのゲート抵抗値の計算 オペアンプの安定性をテストする方法は? なぜLTSpiceはこのオペアンプの発振を予測しないのですか? オペアンプが発振している周波数から何を推測できますか? 小さいステップで不安定性が改善されるのはなぜですか? RoRoR_o このショットキーはMOSFET過渡保護を提供しますか? 55°の位相マージンで60%オーバーシュートするのはなぜですか? ゲート容量を測定するにはどうすればよいですか? このような単純なプロジェクトが非常に豊富で学習の動機付けになっていることに、私は完全に驚いています。具体的な目標を手に入れずに着手すれば、これほど乾燥するほどの数のトピックを勉強する機会が与えられました:)