Amplificadores operacionales y cargas capacitivas

Entiendo que tener una carga capacitiva en la salida de un amplificador operacional puede hacer que el circuito sea inestable. Sin embargo, ¿cómo puedo hacer para calcular esto?

Por ejemplo, estoy tratando de diseñar un sumidero de corriente constante (hasta 1A al menos) usando las partes que tengo por ahí: LM324, IRF840 MOSFET, etc. Aquí está el esquema:

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El suministro para el LM324 es de +9V.

El IRF840 tiene una capacitancia de entrada de aproximadamente 1225pF, lo que supongo que es bastante difícil de manejar para un opamp. Mi pregunta es: ¿cómo puedo calcular que necesito una resistencia en la salida del opamp para compensar la carga capacitiva?

Hoja de datos LM324

Hoja de datos IRF840

Usar 1016 píxeles horizontalmente para mostrar un circuito tan simple es ridículo y molesto, ya que se garantiza que será más grande que las ventanas de muchas personas. Este circuito habría sido fácilmente comprensible con la mitad o menos. Molestar a aquellos de quienes buscas un favor no es una buena idea.
@OlinLathrop: las imágenes se redimensionan automáticamente.
@endolith: No, no lo son. Eso depende del navegador, la configuración, etc. Sin embargo, nada de esto cambia el hecho de que 1016 píxeles de ancho para esta imagen es ridículo.
@OlinLathrop, se supone que debe volver a escalarlo. Celebremos cada vez que tengamos un usuario que realmente se tome el tiempo para cargar un esquema. Demasiados hacen preguntas sin. Si su navegador no lo está cortando, ¡hay otros también!

Respuestas (2)

Es difícil calcular esto ya que no sabe con certeza dónde están los polos y ceros del LM324.

Agregaría los componentes para proporcionar un poco de retroalimentación negativa inmediata sobre el opamp. A veces esto se denomina retroalimentación de "compensación". Básicamente, ralentiza el amplificador operacional para que no pueda adelantarse al sistema y, por lo tanto, oscilar. Para agregar esta compensación, coloque un límite inmediatamente entre la salida opamp y su entrada inversora, luego agregue una resistencia en serie entre la fuente FET y la entrada inversora. Si resulta que el LM324 es lo suficientemente lento por sí mismo, entonces no puede cargar el capacitor. Con una resistencia lo suficientemente baja, como 1 kΩ, no importará si permanece en serie con la entrada inversora. Tener los pads le permite probar diferentes valores de condensadores para ver qué es estable y cuándo la respuesta se vuelve demasiado lenta.

Tenga en cuenta que lo anterior aborda la posible inestabilidad independientemente de la carga capacitiva en la salida del opamp. Con compensación capacitiva, el amplificador operacional debería poder tolerar más carga capacitiva. También puede agregar algo de resistencia en serie con la puerta y luego jugar con diferentes valores de esta resistencia y la capacitancia de compensación para obtener la mejor compensación de estabilidad y capacidad de respuesta.

Gracias. ¿Es así como se hace generalmente? ¿Esencialmente probar diferentes valores y ver qué funciona mejor? ¿Hay opamps que le digan dónde están los polos/ceros en su hoja de datos? O, ¿es una buena práctica incluir los componentes externos para la estabilidad de todos modos?
Los amplificadores operacionales generalmente se especifican en la ganancia mínima de bucle cerrado en la que son estables sin ninguna compensación adicional. Sin embargo, muchos circuitos no son tan simples y tienen otras consideraciones como las suyas, así que use las especificaciones como guía, experimente y reduzca la potencia.

Una vieja regla, que a menudo funciona, es poner una resistencia de 100 ohmios en serie con la carga.

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