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オペアンプのばらつきでおきる発振理由について
dojusticeの回答
- dojustice
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>これは、オペアンプのどの特性のばらつきが影響しているのでしょうか？ 関連データを一つ見つけました。 AD社のOP90のデータシートです。 http://www.analog.com/jp/prod/0%2C2877%2COP90%2C00.html 詳細データシートを開いて、2ページの表の下から４段目「CAPACITIVE LOAD STABILITY」を見てください。 これは「利得1で使ったとき、標準で650pFまで発振しない、最悪でも250pFまでは発振しない」という意味です。 これだけのバラツキがあると考えてよいのではないでしょうか？ ただし申し訳ないですが、これは、ご質問の「どの数値が影響する」（原因）ではなく「・・・関係する」（結果）です。 （ご質問の趣旨とちょっと違うので、お断りしておきます） しかし、このデータを記載したオペアンプも極めて稀れです。 その他いろいろ調べましたが、「数値のバラツキが発振原因」となるようなデータはありませんでした。 わたしが探した限りでは見つかりませんでしたが、もし入力容量or出力容量のデータがあれば、これが発振原因と結びつく可能性はあります。 しかし、デバイス自体の容量は一般にそんなに問題になるほど大きくなく、大半は外部に接続する容量の方がはるかに大きい問題で、デバイス自体の入出力容量ははあまり影響しないと思います。 蛇足かもしれませんが、発振を「予見」するデータはいくつかあります。 mAXIM社のMAX4236/4237のデータシートです。 http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX4236-MAX4237.pdf トップページ右側に、「200pF Capacitive Load Handling Capability」とあります。 これは200pF負荷での安定動作を保証していると考えられます。 7ページの図の下から二段目、一番右の図を見てください。(MAX4237 open-loop gain/phase vs frequency) 利得が1になるとき（約4MHz）の位相余裕は約40度です。 これはかなり厳しい値です。 一般には60度くらいに抑えます。 このように、「周波数が高くなるほど利得は小さくなり、位相回転も大きくなる。従ってオペアンプにとって、利得1での動作（電圧フォロワー）は最も厳しい条件」ということになります。 逆に言えば、「利得1で使えるか否かはオペアンプの使いやすさの目安（発振させないで使える）」、とも言えます。 MAXIM社のMAX4238のデータシートです。 http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX4238-MAX4239.pdf 5ページの下から二段目、一番右側の図をみてください。 利得1のところ（約2MHz）では位相余裕が０度です。 このオペアンプは利得1では使えません。 質問者さんが提示しておられる回路は、ほとんど「利得1」で、オペアンプにとっては大変厳しい条件です。 お使いになっておられるオペアンプは、利得1での動作が保証されているものでしょうか？ 最初の方のデバイスは本当に「安定した動作」をしていたのでしょうか？ オペアンプの特性ギリギリでの使い方は一般にはしません。 「安定に動作している」と思っていても、実際は発振ぎりぎりで動作していることもあります。 安定に動作しているかどうかを見分けるには、 (1)矩形波を入れてみて、そのオーバーシュートをオシロで観測する。 (2)周波数ー利得特性をプロットして、高域でのピークをみる。 の方法があります。 矩形波観測 ｆ特における高域ピーク オーバーシュート率 位相余裕 ピーク値 位相余裕 0% 90度 0 dB 90度 10 60 0.2 60 20 45 2.4 45 >オペアンプのばらつきにより発振の有無が発生する理由・・・ 製造工程の違いにより、内部デバイスのストレーキャパシティの違いなどが影響していると思われます。 しかし、これらはデータシートでは表現されないので、評価データとすることは困難です。 以上、ご質問の趣旨から外れたことばかり、書き込んで申し訳ありません。 発振防止のご参考になれば幸いです。
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