ampli op + mosfet = source de courant. Pourquoi avons-nous besoin d'une résistance de rétroaction?

La résistance de rétroaction est-elle nécessaire pour compenser l'erreur des courants d'entrée? Comment choisir la résistance R2.

Source du circuit

Résistance R2.

Puis-je utiliser ce circuit, ampli-op avec plage de tension d'entrée différentielle = +/- 0,6 V? Je ne suis pas sûr. Je crois que non

R2 (10k R4 dans mon diagramme) est là pour former avec C1 (condensateur 1nF) un intégrateur Miller pour empêcher les oscillations indésirables. Et oui, ce circuit oscille parfois, principalement en raison d'une mauvaise conception de PCB / planche à pain. Et ici, vous avez un exemple du monde réel (celui de la maquette).

Sans la capacité Miller:

Et après avoir ajouté la capacité Miller dans le circuit:

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

ÉDITER

Aujourd'hui, je teste à nouveau ce circuit. Et le résultat est: Pour RG = 0 Ohms ; RF = 10k Ohms sans circuit de capacité Miller oscillant (I_load de 1mA à 1A).

Mais surprise surprise Si je résiste à une résistance RF (10K) courte, les oscillations disparaissent comme par magie (même si RG ​​= 1K ohms).

Il semble donc que la principale cause d'une oscillation dans mon circuit soit une résistance de rétroaction. Je soupçonne que les RF ainsi que la capacité d'entrée opamp et une certaine capacité parasite ajoutent un pôle (retard) au circuit et le circuit commence à osciller.
J'ai même changé l'ampli op en "beaucoup plus rapide" (TL071). Et les résultats étaient presque les mêmes, sauf que la fréquence des oscillations était beaucoup plus élevée (713 kHz).

Vous n'avez pas besoin d'une résistance de rétroaction et vous n'avez pas non plus besoin de C1. Je suppose que le "concepteur" a une étrange perception que le circuit oscillera sans eux mais ce ne sera pas le cas.

• L'oscillation se produira si Q1 fournit un gain - ce ne sera pas le cas car il s'agit d'un suiveur de source.
• L'oscillation se produira si Q1 produit un déphasage important et c'est plus une possibilité mais toujours peu probable si R1 (résistance de grille) est maintenue à une valeur basse.

En fait, en raison de la présence de R3, R1 est probablement superflu par rapport aux exigences.

Voici un exemple de circuit d'Analog Devices: -

Je ne vois pas les deux résistances et le condensateur dans ce schéma. Si vous utilisiez un ampli opérationnel médiocre pour cette application (en raison de tensions de décalage d'entrée provoquant des inexactitudes dans le courant) comme le LM358, vous devriez alors envisager d'utiliser un transistor bipolaire comme indiqué dans la fiche technique à la page 18: -

Cependant, je crois que cela fonctionnera avec un MOSFET à condition que vous n'utilisiez pas de résistance de grille (ou très petite). Il existe de nombreux exemples d'utilisation du LM358 avec des MOSFET sans tous les "extras": -

Il s'agit d'une configuration standard pour gérer une charge capacitive telle que de longs câbles (à l'intérieur d'une configuration standard de puits de courant).

Le but de R1 / R2 / C1 est de découpler la sortie de l'ampli opérationnel de la charge capacitive présentée par la capacité grille / source MOSFET en série avec R3 .

Ce n'est pas nécessaire si R3 est significativement grand par rapport à l'impédance de sortie en boucle ouverte de l'ampli op (entre 8 et 70 ohms pour les amplis op ordinaires courants ** avec des courants d'alimentation dans la plage ~ 1 mA par amplificateur) ou si le MOSFET a une faible capacité d'entrée, ou si l'ampli op est conçu pour fonctionner avec une charge capacitive importante ou illimitée (si l'une de ces trois conditions est vraie).

R1 isole la charge, tandis que C1 / R2 fournit un deuxième chemin de rétroaction (alias "compensation en boucle"). Si vous avez R1, vous devriez avoir C1 / R2. Seul R1 aggrave la situation.

** Vous devez être très prudent avec les amplificateurs opérationnels de faible puissance, qui recommandent souvent d'isoler des charges capacitives supérieures à seulement 100pF.

$\Omega$ plutôt que 330 mais cela dépend du MOSFET utilisé et de la charge dans le circuit de drain. Dans tous les cas, cela réduira la marge de phase, conduisant à un dépassement / sous-dépassement du courant.

Modifier ': Concernant le choix des valeurs pour une situation donnée, voir cette référence. R2 doit être une valeur telle qu'elle est beaucoup plus élevée que R3 et pas si basse qu'elle provoque indûment un décalage ou d'autres effets négatifs. Disons normalement dans la plage 1K-10K, mais il pourrait être supérieur ou inférieur pour les très basses puissances ou hautes fréquences respectivement.

Choisissez donc une valeur pour C1. La valeur minimale de R2 est:

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

Donc, si la capacité de charge est de 10 nF, y compris l'effet Miller, R1 est de 100 ohms, RO de 100 ohms et C1 est de 100 nF, puis R2 (min) = 20 ohms. Ainsi, le circuit tel qu'illustré (si mes hypothèses sont raisonnables) est largement surcompensé et répondra beaucoup plus lentement que nécessaire.

Si nous choisissons C1 = 100pF alors R2 = 10K. Ou vous pouvez utiliser 1nF et 1K.

Le condensateur de ce circuit empêche une pointe de courant lorsque le circuit se met sous tension. Lorsque le circuit est éteint, il est complètement déchargé, et lorsqu'il s'allume, la sortie sera VC et le courant sera soit éteint soit inférieur à la cible. La borne négative de l'ampli op sera augmentée avec la sortie de l'ampli op. La sortie augmentera ensuite jusqu'à ce que la valeur cible soit atteinte.

Si elle n'est pas présente, la borne négative de l'ampli opérationnel sera à la masse tandis que la sortie de l'ampli opérationnel augmentera à une tension supérieure à la cible car elle entraîne la capacité de la grille à travers 100 ohms et peut éventuellement saturer. Lorsque le FET est activé, un dépassement peut se produire lorsque l'ampli op récupère de la saturation.

Eh bien, il est un circuit impair. Pas forcément mauvais.

Gardez à l'esprit que la sortie de l'ampli op est une petite masse de signal et vous verrez que R2 et C1 forment un filtre passe-bas. Le R1 agissant contre la grille du transistor agit également comme un peu de filtre.

C1 réinjecte également les changements sur la sortie de l'ampli op dans l'entrée inverseuse et accélère ainsi sa réponse aux changements d'étape sur l'entrée de contrôle. Cela a pour effet de ralentir la réponse de la sortie de l'ampli op.

L'optimisation du circuit dépendra entre autres de l'impédance d'entrée de l'ampli-op.

Fait intéressant, tout cela se combine pour permettre à ce circuit d'être optimisé pour les changements dynamiques de la charge et de la référence d'entrée de manière indépendante.