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2011年3月 3日 (木)

可変3端子レギュレターのはなし

可変3端子レギュレターとは
 3端子レギュレターは簡単に使えますが、電圧が飛び飛びでほしいピッタリの電圧がなかったり、ゲートバイアスなど微調整が必要な場合に不便です。今回は出力が可変出来るレギュレターについて書いてみます。
ハード的には
Var_avr 代表的なICには正電源で LM317 , µPC317 などがあります。
 負電源には LM337 , µPC337などがあります。
 これらはTO-220の大きさの3端子レギュレーターにもかかわらず、1.5A出力が可能で入力電圧も40Vまで使用可能なものです。ナショセミの製品では SOT-223 の 500mA タイプのものも用意されています。 簡単に考えてこれらは、出力( Vref ) 1.25Vの3端子電源ICと考えてかまいません。
 図中の Vref が 1.25V と低い電圧になっており、外付けの R1,R2によってこの電圧を何倍かにして使います。例として R1 = 150Ω として R2 = 470Ωとすれば、1.25V x (150Ω + 470Ω) /150Ω = 5.17V となります。 負電源も同様の計算で負の電圧を生成できます。
 入力は0.1uF程度のコンデンサーが必要で、出力リップル低減のためには、22µF程度のケミコンか、1µF程度のタンタルコンデンサーを使用します。逆に 1µF程度の大容量セラミックコンデンサーを使うと発振しやすいことがありますので、低温動作が重要な場合はOSコンなどの導電性高分子電解質のコンデンサーを使う必要があります。
 負電源でFETのバイアスを生成する場合 -1.25Vより0Vに近い値が必要な場合があります。そんな時に ADJ からGNDに繋ぐ電位を+側に上げてやれば、-1.25Vより0Vに近い値の電圧を作れます。図の例では + 1.2Vのツェナーダイオードを使ってちょうど R2 = 0Ω のときに 0Vになるようにしています。
ソフト的には
 GaAS-HEMT のゲートバイアスなど電源投入時は -5Vのカットオフにしておいて、ドレイン電圧が安定してから徐々に規定電圧にしていきたい場合など、上記の Vref を+方向のバイアスにする方法で実現できます。右図の例で +5V電源を OP-AMP等で CRで時定数を作った立ち上がりの電圧で供給すれば、起動時0V、終了時1.25Vになりますので、少なくても通常バイアス時よりも 1.25V 低い電圧を立ち上げ時に出力出来ます。ツェナーダイオードと1Kを無くせば 5V近い差をつけることも出来ます。


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