Patrząc na arkusz danych LM399, zauważyłem, że w aplikacji przenośnego kalibratora znajduje się rezystor 5k między wyjściem wzmacniacza operacyjnego a wejściem nieodwracającym.Wygląda na to, że tworzy dzielnik napięcia z rezystorem 200k, ale nie mogę zrozumieć, dlaczego go tam mają?
LM399 wymaga, aby jego prąd roboczy mieścił się w zakresie od 0,5 mA do 10 mA, ale 200 kΩ nie jest w stanie dostarczyć wystarczającego prądu do prawidłowego działania, ale można go użyć do „uruchomienia” urządzenia.
Napięcie może nie być bardzo dokładne podczas uruchamiania, ale będzie wynosić kilka woltów, a wzmacniacz operacyjny wytworzy pewne wzmocnienie, a następnie dostarczy wystarczający prąd przez 5 kΩ, aby odpowiednio polaryzować LM399.
Zakładając, że moc wyjściowa ustabilizuje się na poziomie około 10 woltów, prąd polaryzacji w LM399 wyniesie w przybliżeniu 10 woltów minus 6,95 woltów podzielonych przez 5 kΩ = 0,61 mA, czyli w zakresie zapewniającym prawidłowe działanie.
Ponadto utrzyma ten prąd na dość stałym poziomie, ponieważ napięcie wyjściowe 10 V będzie stałe.Oznacza to niewielkie samo nagrzewanie się (prąd jest o 20% wyższy od wymaganego minimum) i ten prąd nie zmieni się, nawet jeśli napięcie wejściowe wzrośnie z 12 do 18 woltów.
Ta aplikacja podaje, że napięcie wejściowe może wynosić 12 ~ 18 V, a Zener potrzebuje 200 k podciągnięcia, aby rozpocząć, a następnie 10 V + 5 k utrzymuje stały prąd polaryzacji.
Ponieważ jest to dodatnie sprzężenie zwrotne, ale ze wzmocnieniem w OA ~ 1,3, pętla sprzężenia zwrotnego od 5K do ESR Zenera z <30 Ohm jest więcej niż wystarczającym tłumieniem, aby zapobiec oscylacjom dla wzmocnienia pętli << 1 i stałej Iz.
Iz = 3V / 5k = 0,6mA, co zmniejsza samonagrzewanie, pomaga wewnętrznej grzałce ustabilizować temperaturę w ciągu kilku sekund.
6,95 V jest w zasadzie standardowym 6,3 V Zenerem połączonym szeregowo z Vbe 0,65 V przy 0,6 mA, minimalizując w ten sposób odchylenia spowodowane ESR ze sterowania procesem epi.
To układ rozruchowy.LM399 najczęściej określa własny prąd polaryzacji na podstawie napięcia wyjściowego 10,00V.
200K służy do rozruchu - musi zapewnić, że napięcie wejściowe na wejściu nieodwracającym przekracza jakiekolwiek ujemne napięcie przesunięcia wzmacniacza operacyjnego, w przeciwnym razie obwód może nieuruchomić prawidłowo.
Ze względu na bootstrap impedancja Zenera ma znacznie mniejsze znaczenie dla regulacji linii, niż byłoby to, gdyby 200K zostało zredukowane, aby zapewnić wszystkie odchylenia.W najgorszym przypadku 200K zapewnia 55uA (przy 18V in), podczas gdy rezystor 5K zapewnia 610uA, więc regulacja linii jest poprawiona o więcej niż 10: 1 po prostu przez użycie jednego niedrogiego rezystora.