Amplificadores Operacionales y ComparadoresEn producción

LM358P

Fabricante: Texas Instruments

Datos tomados de la hoja de datos: Texas Instruments SLOS068, revisión Rev. AB, octubre de 2024

Amplificador operacional dual estándar de la industria diseñado para alimentación simple (3V a 32V) o simétrica (±1.5V a ±16V) con detección directa a tierra, ancho de banda de 0.7MHz y bajo consumo de corriente.

EncapsuladosPDIP-8
Tensión de alimentación3 – 30 V
Rango de temperatura0 – 70 °C
Hoja de datos oficial (PDF)

Descripción técnica

01

Descripción técnica

El LM358 es un amplificador operacional dual estándar de la industria fabricado por Texas Instruments (Documento SLOS068AB, revisado en octubre de 2024). Disponible en encapsulado de inserción PDIP de 8 pines (designación P) y montaje superficial SOIC-8 (designación D), integra dos amplificadores operacionales independientes de alta ganancia con compensación interna de frecuencia, diseñados para operar con una sola fuente de alimentación en un amplio rango de 3V a 32V (o fuentes simétricas de ±1.5V a ±16V). El LM358 presenta un rango de tensión de entrada en modo común que incluye el riel de alimentación negativo (tierra en sistemas de suministro simple), permitiendo la detección directa de señales cerca de 0V sin polarización negativa externa. La etapa de entrada Darlington PNP ofrece alta impedancia con una corriente de polarización típica de 20nA que sale de las patillas de entrada. La etapa de salida complementaria de clase AB puede acercarse a 5mV de tierra con una carga de pull-down ligera, mientras que el límite superior alcanza aproximadamente 1.5V por debajo del riel positivo. Con un consumo en reposo de solo 350µA por canal independiente de la tensión de alimentación, producto ganancia-ancho de banda de 0.7MHz (1.2MHz en versiones modernas B/BA) y velocidad de respuesta de 0.3V/µs, el LM358 se utiliza universalmente en amplificadores de sensores, bloques de ganancia de CC, filtros activos e interfaces analógicas generales.

Distribución de pines y funciones alternativas

Distribución interactiva de pines y funciones del encapsulado PDIP-8.

Diagrama de pinout interactivoSuperior

LM358P: ilustración del encapsulado PDIP-8Distribución interactiva de pines y funciones del encapsulado PDIP-8.1: OUT12: IN1-3: IN1+4: GND8: V+7: OUT26: IN2-5: IN2+

Ilustración del encapsulado, no un plano mecánico acotado.

8 / 8 pines
#Nombre del pinTipoTolerante a 5VFunciones alternativas / detalles
OUT1analog out—
Terminal de salida del canal 1 (salida de señal amplificada del amplificador operacional 1)
IN1-analog inNo
Terminal de entrada inversora del canal 1 (-)
IN1+analog inNo
Terminal de entrada no inversora del canal 1 (+)
GNDground—
Terminal de alimentación negativa o tierra (se conecta a 0V tierra en alimentación simple o riel V- en alimentación simétrica)
IN2+analog inNo
Terminal de entrada no inversora del canal 2 (+)
IN2-analog inNo
Terminal de entrada inversora del canal 2 (-)
OUT2analog out—
Terminal de salida del canal 2 (salida de señal amplificada del amplificador operacional 2)
V+power in—
Terminal de alimentación positiva (suministro simple de 3V a 32V o riel de hasta +16V en alimentación simétrica)

Especificaciones clave

Atributos paramétricos

ParámetroMín.TípicoMáx.UnidadCondición de prueba
Tensión de offset de entrada(VOS)—27mVVS = 5 V a 30 V, VCM = 0 V, VO = 1.4 V, TA = 25°C
Deriva térmica promedio de tensión de offset(dVOS/dT)—7—µV/°CVS = 5 V a 30 V, TA = 0°C a 70°C
Corriente de polarización de entrada(IB)—-20-250nAVO = 1.4 V, TA = 25°C (la corriente sale de las patillas de entrada)
Corriente de offset de entrada(IOS)—250nAVO = 1.4 V, TA = 25°C
Rango de tensión de entrada en modo común(VCM)00 to (V+) - 1.5—VVS = 5 V a 30 V, TA = 25°C; la operación lineal se extiende hasta el riel negativo
Relación de rechazo en modo común (CMRR)(CMRR)6580—dBVS = 5 V a 30 V, VCM = 0 V, TA = 25°C
Relación de rechazo a la fuente de alimentación (PSRR)(PSRR)65100—dBVS = 5 V a 30 V, TA = 25°C
Ganancia de tensión en lazo abierto (AOL)(AOL)25100—V/mVVS = 15 V, VO = 1 V a 11 V, RL >= 2 kΩ, TA = 25°C
Producto ganancia-ancho de banda (GBW)(GBW)—0.7—MHzf = 100 kHz, TA = 25°C (1.2 MHz para revisiones modernas B/BA)
Velocidad de respuesta (Slew Rate)(SR)—0.3—V/µsG = +1, ganancia unitaria, TA = 25°C (0.5 V/µs para revisiones B/BA)
Corriente de reposo por canal(IQ)—350600µAVS = 5 V, VO = 2.5 V, IO = 0 A, TA = 25°C
Oscilación de salida de nivel alto respecto a V+(VOH)—23VVS = 30 V, RL >= 10 kΩ, TA = 25°C (la salida típicamente alcanza V+ - 1.5 V)
Oscilación de salida de nivel bajo respecto a GND(VOL)—520mVVS = 5 V, RL <= 10 kΩ conectada a GND, TA = 25°C
Corriente de salida en modo fuente(ISOURCE)2030—mAVS = 15 V, VO = 0 V, VID = 1 V, TA = 25°C
Corriente de salida en modo sumidero(ISINK)1020—mAVS = 15 V, VO = 15 V, VID = -1 V, TA = 25°C

Valores máximos absolutos

Tensión de alimentación máx. (VDD/VCC)32 V
Tensión de entrada máx.32 V
Temperatura de unión0 – 70 °C
Temperatura de almacenamiento-65 – 150 °C
Tolerancia ESD (HBM)500 V
Resistencia térmica θJA (PDIP-8)80.9 °C/W
Resistencia térmica θJC (PDIP-8)70.4 °C/W

Puntos críticos de ingeniería

Advertencias reales de hardware, restricciones de diseño de PCB y erratas del silicio que conviene conocer antes de fabricar.

Advertencia

Distorsión de cruce en etapa de salida complementaria clase AB

La etapa de salida del LM358 utiliza un diseño seguidor de emisor complementario push-pull sin corriente de polarización en reposo significativa en los transistores de salida. Al reproducir formas de onda analógicas o de audio CA que cruzan cero o el punto de polarización, la salida entra en una zona muerta en la que ningún transistor conduce suavemente, generando una distorsión de cruce apreciable.

Mitigación

Para amplificación de señal CA o audio, añada una resistencia pull-down externa (típicamente de 1 kΩ a 4.7 kΩ) entre el pin de salida y tierra o el riel negativo. Esto fuerza al transistor NPN superior a operar continuamente en clase A en todo el rango de la señal, eliminando la distorsión de cruce.

Crítico

Límite superior en modo común de entrada (V+ - 1.5 V)

A diferencia de los amplificadores con entrada rail-to-rail, la etapa de entrada del LM358 usa transistores Darlington PNP que requieren al menos 1.5 V (2.0 V en todo el rango de temperatura) por debajo del riel positivo para mantener la linealidad. Llevar cualquier entrada por encima de (V+ - 1.5 V) satura la etapa de entrada, provocando recorte de ganancia o inversión de fase.

Mitigación

Asegúrese de que las señales de entrada se mantengan dentro del rango lineal: desde V- (0 V) hasta (V+ - 1.5 V). Con una fuente de 5 V, la tensión de entrada no debe superar 3.5 V. Si la señal debe alcanzar el riel positivo, eleve la tensión de alimentación o emplee un amplificador rail-to-rail como el LMC6482.

Advertencia

Oscilación de salida limitada hacia el riel positivo (VOH ≈ V+ - 1.5 V)

La salida no puede subir hasta el riel positivo V+. El transistor Darlington superior y el limitador de corriente introducen una caída de aproximadamente 1.5 V con carga ligera y de 2.0 V a 3.0 V con cargas pesadas (RL = 2 kΩ). En una fuente de 5 V, la salida lineal máxima es de solo aproximadamente 3.5 V.

Mitigación

Considere el margen de saturación positiva de 1.5 V en el rango dinámico del circuito. Si se conecta a un convertidor analógico a digital (ADC) de 5 V, alimente el LM358 desde una tensión superior (7 V a 12 V) limitando la entrada del ADC con diodos de fijación, o use un amplificador con salida rail-to-rail.

Nota

La corriente de polarización sale de las entradas (Darlington PNP)

Debido a que el LM358 utiliza transistores PNP en su entrada, la corriente de polarización (IB ≈ 20 nA típica, 250 nA máx.) sale de los pines hacia tierra, en lugar de entrar como en operacionales con entradas NPN. Al atravesar resistencias de fuente o realimentación elevadas, esta corriente genera una tensión de offset no deseada.

Mitigación

Iguale la resistencia equivalente de CC vista por las entradas inversora y no inversora (RP = R1 || RF). El equilibrio de impedancias cancela el offset originado por IB, dejando únicamente la corriente de offset de entrada (IOS ≈ 2 nA) como fuente de error en CC.

Equivalencias y referencias cruzadas

Número de pieza (MPN)FabricanteCompatibilidadDiferencias eléctricas / consideraciones de BOM
LM258PTexas Instrumentspin to pin drop inRango de temperatura industrial (-25°C a 85°C) en lugar de comercial (0°C a 70°C); pinout y parámetros eléctricos idénticos.
LM2904PTexas Instrumentspin to pin drop inRango de temperatura automotriz y extendido (-40°C a 125°C); tensión máxima de alimentación de 26V (clásico) o 36V (versión B).
LMC6482AIM/NOPBTexas Instrumentspin to pin drop inAmplificador operacional CMOS Rail-to-Rail con corriente de polarización en femtoamperios (20 fA típica) y tensión máxima de 15.5V.

Circuitos de referencia

Amplificador operacional inversor con LM358

Topología: Amplificador inversor monocanal con ganancia de -3.6 V/V, resistencia de entrada de 10 kΩ, resistencia de realimentación de 36 kΩ y alimentación simétrica de ±12 V.

Ver esquemaAbrir en Editor Web CAD

Documentación oficial y hojas de datos citadas

Hojas de datos, erratas y notas de aplicación de los fabricantes de semiconductores.

DATASHEETTexas Instruments

LM158, LM258, LM358, LM2904 Industry-Standard Dual Operational Amplifiers

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