LM337 発振!!  のついでに定電圧レギュレータまとめ

# はじめに

LM337を使って負電圧作ったら、発振してたのでちょっと調べてみた。

# LM337 って何？

俗にいう定電圧レギュレータというやつで、一定の電圧を出力してくれる便利デバイスです。
３端子レギュレータが包含関係になります。

LM337仕様書：
http://www.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/lm337-n.pdf

## 定電圧レギュレータスペックまとめ


||LM337|LM317|LM350|LM338|NJM7805(3端子レギュレータ)|TPS7A4700|LT3042|
|:--|:--|:--|:--|:--|:--|:--|:--|
|入力電圧Vi[V]|Vo - (3.0 ~ 40)|Vo + (3.0 ~ 40)|Vo + (3.0 ~ 40)|Vo + (3.0 ~ 40)|6.4 ~ 35|3~36|1.75 ~ 20|
|出力電圧Vo[V]|~ -1.25|1.25 ~| 1.25 ~| 1.25 ~|5.0|1.4~34|0 ~ 15|
|最大電流[A]|2.2|2.2|4.5|8.0|1.5|1.26|0.2|
|ノイズ|0.003% (150 uV@-5V)|0.003% (150 uV@5V)|0.001% (50 uV@5V)|0.003% (150 uV@5V)|45 [uV]|4 [uV]|0.8 [uV]|
|Ripple Rejection [dB]|77|80|86|75|78|78|117|
|Line Regulation|0.02 %/V|0.02 %/V|0.02 %/V|0.005%|50 mV|0.092 %Vo|0.5 uV/V|
|Load Regulation|0.3% (15mV@5V)|0.3 % (15mV@5V)|0.3 % (15mV@5V)|0.1 % (5mV@5V)|50 mV|0.3% Vo (15mV@5V)|0.1 mV|
|Impedance[Ω] @ 100 Hz|0.007|0.003|0.0013|0.0002|?|?|?|
|Impedance[Ω] @ 1k Hz|0.006|0.0027|0.0035|0.002|?|?|?|

# いざ、発振!

出力側(C1)に積層セラミックコンデンサ(X7R特性以上)を付けて、発振負荷領域を探してみる。

- 入力電圧は　5V　としている。(5VはLM350で生成)
- 出力電圧は 3.3V としている。(R1=120,R2=200となる)
- Cadjは、無し。
- 出力の負荷は無し。(R1,R2のみである)
- オシロスコープは、SainSmartの安物。(どこまで信用できるかは謎)
- オシロスコープの時間軸は　20 uSec/div である

評価回路

![image.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/942d17f6-23b3-d333-dd00-71c923c600cc.png)


## LM317の場合

### LM317 出力コンデンサ：なし → 発振しない

![lm317.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/cbad7085-989a-928f-7731-47e6d71a351c.jpeg)

### LM317 出力コンデンサ：0.1uF積セラ → 発振しない

![lm317-0.1uF.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/aabb6006-8412-97f8-f511-535fdbda3fef.jpeg)


## LM337の場合

### LM337 出力コンデンサ：なし → 発振しない

![lm337-0.01uF-50v.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/3c263611-c227-62ef-4d66-b081adf4bd46.jpeg)

### LM337 出力コンデンサ：0.01uF x5 → 発振しない

![lm337-0.01uFx5.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/a9ea3d0a-657b-29a5-93b6-5024a0a05de6.jpeg)

### LM337 出力コンデンサ：0.01uF x6 → 発振する

![lm337-0.01uFx6.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/81b7ced8-25be-1085-9276-75a1591ca567.jpeg)

### LM337 出力コンデンサ：0.1uF → 発振する

![lm337-0.1uF_x7r_50v.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/074c3fd9-1ea9-63be-2d49-04ab944cdb53.jpeg)

### LM337 出力コンデンサ：0.1uF x10 → 発振する

![lm337-0.1uFx10.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/bdabc827-60ff-7957-8392-5a730ded9f18.jpeg)

### LM337 出力コンデンサ：0.1uF x16 → 発振する

![lm337-0.1uFx16.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/87281303-b531-4d2f-bad1-75b116864dc7.jpeg)

### LM337 出力コンデンサ：0.1uF x17 → 発振する

![lm337-0.1uFx17.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/a8db7d1e-c228-13de-3c94-ed49221f242b.jpeg)

### LM337 出力コンデンサ：0.1uF x18 → 発振する

![lm337-0.1uFx18.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/30418a52-0573-51fe-8813-292d7b34fa12.jpeg)

### LM337 出力コンデンサ：0.1uF x19 → 発振しない

![lm337-0.1x20.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/0f3eb2eb-2d0e-d264-dab9-54bb33b8dc57.jpeg)

# まとめ

- LM337は、発振しやすい!!
仕様書に「solid tantalum or 10-μF aluminum electrolytic required for stability」って書いてあるくらいだし。
- 0.05uF ~ 1.8uF の間が発振しやすい模様。
- 負荷容量と発振の特性は、シャントレギュレータのTL431 のC,Bあたりの領域とかなり被る
![image.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/187531/3f3a13ac-402d-6681-3cd2-9cbd0cb1666f.png)

使うときは気を付ける。以上！