Добрый день!
Есть некоторый фрагмент схемы, который меня немного смущает.
Назначение - смещение по уровню и масштабирование сигнала по постоянному току.
По сути это схема обычного источника тока с использованием MOSFET транзистора.
Схема для конкретизации приведена на рисунке, но она немного упрощена - не показаны цепи регулировки смещения по неинвертирующему входу.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Решение использовал уже не раз. Но сейчас немного другие условия, обусловленные наличием двух источников питания: один двухполярный (+15V1 и -15V1) и второй однополярный (+15V2). -15V2 подключен к общему выводу. В реальности это дс-дс преобразователи.
Опасения есть за MOSFET. Источник тока находится внутри схемы устройства, но в переходных режимах (включения-выключения) затвор может пробить. Предполагается что это будет что-то типа BSS123, BSS138. Предельно допустимое напряжение затвор-исток +-20В.
ОУ-что-то типа OP2177 (на рисуночке чисто условно показан одноканальный ОУ).
Как можно ограничить схемотехнически напряжение затвор исток? Стабилитрон паралельно затвору истоку грозит погрешностью из-за обратного тока. А что еще можно предпринять?
Для защит транзистора в принципе достаточно как-то зафиксировать исток к общему проводу, но цепь регулировки смещения портит картину.
Или может быть я черезчур перестраховываюсь?

Вообще говоря, у стабилитронов не такой уж большой ток утечки.
Другой вариант: судя по номиналам, быстродействие схемы невелико. Не исключено, что можно добавить емкость между затвором и истоком (правда, и у самого транзистора уже есть емкость, но она сильно зависит от напряжения) - она может принять на себя какие-то токовые импульсы при включении и уменьшить выброс напряжения. А еще лучше - таки поставить стабилитрон в затвор-исток, но последовательно с ним включить большую емкость - тогда в статическом режиме не будет утечки (только нельзя забывать, что из-за утечки стабилитрона на емкости будет напряжение, близкое к управляющему).
Но я бы просто аккуратно проанализировал схему самого устройства на предмет переходных процессов.

Кстати, я бы добавил емкость между выходом ОУ и инвертирующим входом - иначе возможно возбуждение схемы. Также и управлять затвором лучше через сопротивление, иначе перегрузите ОУ (а если выход биполярный, так он сгорит).

Зацензурировано. Т.
Добавленная ёмкость между затвором и истоком это положительная обратная связь по переменке, как раз для возбуждения и генерации подойдет.
А ему нужен устойчивый режим. От напряжения зависит только емкость затвора.

Если вам не лень то просимулируйте на каком-либо симуляторе. будет надежнее для вас. Если не знаете как делать.

Резистор последовательно с затвором и транзистор с встроенной защитой, их полно, например:
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NTR4003N-D.PDF
Еще надежнее - резистор последовательно с затвором и стабилитрон между затвором и истоком на 15В. При этом полевик на 20В затвора мах. Резистор с достаточным сопротивлением, чтобы не перегружать ОУ.

Уменьшаешь напряжение питания ОУ до плюс минус 10 вольт и уменьшаешь в полтора раза сопротивление резистора R31. Остальное сам подберешь.

Можно оценить.
Для BZX84 при напряжении стабилизации выше 14 В обратный ток нормируется при 0,7Ubr значением 50нА. Для более низких значений напряжения (на уровне 3-5В, которых скорее всего достаточно чтобы открывать канал полевика) обратный ток, увы, в описании никак больше не нормируется. И тем более его изменение при температуре. Видимо потому что эта область не считается производителем "рабочей".
Для указанных на моей схеме номиналов значение полной шкалы соответвует 0,1 мА.
Оценка влияния обратного тока стабилитрона получается на уровне 0,05% от полной шкалы.
А у меня задача добится 0,1% от всего устройства.
Стабилитроном решил не баловатся.
И одновременно ток в цепи поднять до 1 мА, принеся в жертву потребление тока.


Организовывать дополнительное питание пожалуй не стану, хотя совет безусловно здравый.
Спасибо!
Я кажется придумал как выйти из положения.
Цепь регулировки смещения у меня построена на двух TL431, которые относительно общего провода формируют опорные уровни +2,5 в и -2,5В.
Пришла мысль зафиксировать исток к уровню -2,5В диодной сборкой BAV99. А с фанатизмом можно даже и BAV199. Даже у BAV99 обратный ток при обратном напряжении 2,5В будет не более 10 нА. А у BAV199 и того меньше. Таким образом исток гарантированно будет привязан на уровне не ниже -3,5В. А это значит напряжение затвор-исток не превысит 20В.
Странно, что раньше такая мысль не пришла мне в голову.
Спасибо всем за отклик, участие и советы!

А не покажете, как сделать -2.5 вольта?
Честно говоря, я еще не могу понять, зачем Вам транзистор и такой причудливый источник тока, который, если посмотреть на рисунок, выдает напряжение.

Пока планируется примерно так, как на этом рисуночке.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Выше я писал, что у меня есть дс-дс выдающий двухполярные 15 в.
Назначение кратко было озвучено в 3 строчке исходного поста темы.
Источник тока мне не нужен как таковой. "Это" обозвано "фрагментом схемы". Его назначение согласовать между собой 2 других куска схемы без использования дифусилителя. И попутно всунуть в этот "фрагмент" подстройку коэффициента передачи и смещения всего канала.
Схема низкочастотная.
Надеюсь , что здесь не будет как в американских фильмах - "все , что будет сказано вами, будет ...".

Что такое "положительная ОС по переменке"? Такое словосочетание вообще может иметь смысл? Странно, почему собственная емкость не является "положительной ОС по переменке", а внешняя является. И там кроме этого я написал насчет устойчивости (которая в данном случае охватывает всю петлю вместе с ОУ, а не только транзистор).


Только на +/-2,5В еще емкости нужны обязательно (извиняюсь, если очевидность говорю, но на всякий случай).


Ну, замечательно Просто сначала не было написано, какая точность нужна, сейчас ясно.
Я сам недавно решал задачу управления полным мостом при условии недопустимости токовых утечек на еще более низких уровнях, там и диоды были неуместны - только емкостные развязки на керамике.

Всего лишь один инструментальный усилитель избавит Вас от всех этих мучений.

Так конечно красивше. И дифференциальный усилитель сейчас есть. Есть желание уйти от этого из-за цены и периодических трудностей при закупках.
Если бы надо сделать один экземпляр, то я бы пожалуй никак не ограничивал свои фантазии. Но даже при небольшой серийности хочется уйти от эксклюзивных позиций не имеющих аналогов. Тем более , что в моем случае эта позиция не дает каких то особенных преимуществ и выгод.

Тогда почему Вы зациклились на полевом транзисторе? Биполярный с большим коэффициентом передачи... или полевой с p-n переходом.

Не интересовался супербета, составной давным давно по случаю использовал в одной-двух аналоговых схемах. Честно говоря даже не знаю почему не стал их рассматривать сейчас. Хотя в голове мысли про составной транзистор были.
А полевой с p-n переходом вспоминал. Стыдно признаться, но я их ни разу "не готовил", практически не знаю.
То чему учили в институте без опыта работы забылось...
Когда-то я видел в аналогичных изделиях такие транзисторы. Только сейчас под рукой нет, чтобы посмотреть.
А я совершенно не знаю номеклатуру таких транзисторов.
Буду весьма признателен, за пример современного распространенного транзистора с p-n переходом в смд исполнии.
Посмотрю обязательно.

Если его смущает утечка в 50нА, пойдет ли биполярный? Кстати, ведь проблемы с пробоем это не снимает - у кремниевых, если не ошибаюсь, нельзя ниже -5В на базу относительно эмиттера..

Там не будет пробоя - транзистор сам откроется в нужном направлении, защищаясь.

Вообще-то странно подается сигнал на генератор тока, почему бы не подать его стандартно, на неинвертирующий вход, а нижний по схеме резистор посадить на землю.
И в любом случае на затворе не превысится предельнодопустимое напряжение.
Хотя, извиняйте, не заметил, что входное отрицательно.

Хотелось бы предостеречь насчёт применения биполярника. Хоть схема и выполнена так, что выходной ток снимается относительно плюса питания (нередко бывают случаи когда отзеркаливается ток например к середине или к плавающему потенциалу, или вообще от плавающей середины куда-нибудь к + или -). У биполярного есть глюк, когда ОУ (по любой причине) выдаст хоть кратковременно на выход максимум (+питания), то ток коллектора может прекратиться или уменьшиться ниже ожидаемого (эмиттерного). А когда он отзеркаливается не к +питания, то вообще через коллектор может потечь из базы инверсный ток. В схемах, охваченных ОС это может приводить к неожиданному поведению. Диапазоны допустимых входных и выходных напряжений ОУ тоже могут внести неожиданностей в подобной схеме, особенно когда на самом старте и в рабочем режиме разные входные напряжения на входах ОУ.

Недавно столкнулся с похожей схемкой в которой биполярник из-за коллектора защёлкивал всю схему в неправильном состоянии. Полевик работу исправил. А с другим опером (валялся без дела) схема вообще не заработала бы. Схемка что-от вроде импульсного бэка - источника тока с контролем этого тока по аналогичному зеркалу сверху вниз. Хотя здесь снизу вверх.

если напряжние Uвх (0,,,-10В) гарантированно не опускается ниже -10В, то можно поставить стабилитрон 5-7В с затвора на землю - он ограничит выход ОУ в + (в рабочем режиме в истоке 0В и напряжение на затворе порядка 3-4В, поэтому он не должен "мешать" ОУ, ёмкость стабилтрона сильно снизить устойтивость ОУ не должна), на выход можно ОУ поставить резистор, хота большинство ОУ допускают КЗ на выходе.