¿Cómo corregir la inestabilidad del seguidor de voltaje del amplificador operacional?

Estoy usando varios amplificadores operacionales de suministro único ( OPA4344 ) en un circuito, y estoy usando uno de ellos para suministrar un valor VCC / 2 para una tierra virtual al lado + de varios otros amplificadores operacionales.

VCC es +5 voltios. Cuando enciendo la placa por primera vez, obtengo 2.5v de la salida, pero después de un tiempo la salida salta a alrededor de 4.5 voltios y permanece allí hasta que me apago y vuelvo a encender.

Leí aquí que:

Debido a la fuerte retroalimentación (es decir, ganancia de unidad) y ciertas características no ideales de amplificadores operacionales reales, este sistema de retroalimentación es propenso a tener bajos márgenes de estabilidad. En consecuencia, el sistema puede ser inestable cuando está conectado a cargas suficientemente capacitivas. En estos casos, se puede usar una red de compensación de retraso (por ejemplo, conectar la carga al seguidor de voltaje a través de una resistencia) para restaurar la estabilidad.

Como puede ver, ya estoy usando una resistencia en la salida. La hoja de datos para el 4344 (mencionado anteriormente) afirma que el amplificador operacional es "ganancia de unidad estable".

¿Hay algo más que pueda estar causando la inestabilidad? ¿Necesito una resistencia separada para cada salida (actualmente tengo las entradas + de tres amplificadores operacionales vinculados a VOUT)?

VCC es +5 voltios. Cuando enciendo la placa por primera vez, obtengo 2.5v de la salida, pero después de un tiempo la salida salta a alrededor de 4.5 voltios y permanece allí hasta que me apago y vuelvo a encender.

Al principio pensé que esto parecía un caso de inversión de fase fuera del rango de entrada de modo común (que para el OPA344 es -0.1V a (Vcc - 1.5V = 3.5V en su caso). Es más raro en estos días, pero algunos op Los amplificadores exhiben inversión de ganancia cuando están fuera de su rango de modo común, causando una condición efectiva de enclavamiento. Para un amplificador operacional con inversión de fase, siempre y cuando permanezca dentro del rango de modo común, debería estar bien, pero si alguna vez se desvía hacia afuera, no hay garantía de que funcione correctamente.

Pero la hoja de datos OPA334 dice esto:

Los amplificadores operacionales de las series OPA334 y OPA335 tienen una ganancia de unidad estable y están libres de inversión de fase de salida inesperada. Utilizan técnicas de puesta a cero automática para proporcionar un voltaje de compensación bajo y una deriva muy baja con el tiempo y la temperatura.

Entonces, en este punto, nos quedan algunas cosas por probar, suponiendo que pueda reproducir este problema fácilmente.

1. Verifique todos los voltajes de pin opamp con un osciloscopio. Asegúrese de que Vcc y Vss sean lo que espera, y verifique si el pin + del amplificador operacional es el 2.5V que espera.

2. Agregue un condensador (100-1000pF) entre op-amp + y tierra. Debería hacer esto de todos modos para mantener baja la impedancia del nodo divisor de voltaje a altas frecuencias para que no capte ruido. Si esto soluciona el problema, es posible que se encuentre con la rectificación de RF (si este es el caso, me sorprende, pero es posible) donde el amplificador operacional se comporta linealmente con señales de baja frecuencia, pero se comporta de manera no lineal como un rectificador con Señales de alta frecuencia y convierte AC en una polarización DC.

3. Agregue un condensador de derivación a través del suministro del amplificador operacional. (el ruido de suministro no debería hacer tanta diferencia, pero nunca se sabe)

4. Reemplace el amplificador operacional con otro del mismo modelo: el que está en la placa podría dañarse.

Si todo todavía se ve bien, entonces tienes un buen tocón.

Coloque una resistencia en serie con los comentarios que ha proporcionado. En otras palabras, elimine el cable de resistencia cero de la salida a la entrada negativa y coloque una resistencia de bajo valor, digamos aproximadamente 2.2k. Esperemos que resuelva el problema.

Esta resistencia junto con la capacitancia de entrada del amplificador forma una especie de compensación que asegura que las oscilaciones de alta frecuencia estén bloqueadas. Si se reduce la ganancia de alta frecuencia, el criterio de Barkhausean no puede cumplirse y, por lo tanto, no hay oscilaciones. Estas oscilaciones tienen una frecuencia tan alta que terminan rectificadas por no linealidades en el amplificador operacional y la DC resultante da el efecto que ves.