> Ne, negative Vcc gibts nicht, aber Input und Output des TLC272
> beinhalten die negative Versorgungsspannung, in dem Fall also 0 V.
Ja, die negative Versorgungsspannung ist beim Einsatz eines MOSFETs in
Verbindung mit einem Single-Supply-OPV (LM358 oder TLC272) nicht
kritisch, da die Ausgangsspannung des OPV immer größer als die
Threshold-Spannung des MOSFET (hier 1-2V) ist. Beim OP77 sollte man
zumindest noch einmal nachdenken, ob die untere Ausgangsspannungsgrenze
ausreichend niedrig ist.
Aber wie sieht es mit der positiven Versorgungsspannung aus? Bei 5V
könnte der LM358 oder TLC272 beim Maximalstrom von 1A schon in den
oberen Anschlag (ca. 3,5V) laufen. Das erklärt zwar nicht das Schwingen,
sollte aber trotzdem bedacht werden, da sonst evtl. der gewünschte
Maximalstrom nicht erreicht wird.
Das Schwingen kann auch nicht durch eine zu hohe Schleifenverstärkung
entstehen, da die genannten OPVs vollständig frequenzkompensiert sind
und der externe MOSFET in Source-Schaltung eine Spannungsverstärkung von
<1 hat.
Die Ursache des Schwingens liegt hautpsächlich in der Gatekapazität des
MOSFET, die zusammen mit dem Ausgangswiderstand des OPV einen Tiefpass
bildet und damit zu einer durch die interne Frequenzkompensation des OPV
nicht berücksichtigten Phasendrehung des Signals führt. Deswegen ist
auch ein Widerstand vor dem Gate in dieser Schaltung eher
kontraproduktiv, da er die Zeitkonstante des Tiefpasses erhöht, so dass
die Schaltung noch mehr schwingt. Die effektive Gate-Kapazität steigt
noch durch den Miller-Effekt, der sich bei hohem differenziellen
Lastwiderstand am Drain stärker bemerkbar macht als bei niedrigem. Eine
zusätzliche Frequenzkompensation in Form eines Hochpasses im
Gegenkopplungszweig (wie von Andrew Taylor beschrieben) löst dieses
Problem.
Ich hatte diese Schaltung auch schon ohne zusätzliche
Frequenzkompensation als LED-Treiber eingesetzt, ohne dass Probleme
auftraten. Allerdings benutzte ich kleinere MOSFETs (z.B. IRF7103) und
hatte als Last eben nur die LEDs, die einen ziemlich kleinen
differenziellen Widerstand haben (kaum Miller-Effekt). Bei größeren
Lastwiderständen (im Kiloohmbereich) hat dann aber trotzdem irgendwann
das Schwingen eingesetzt.
